VOLWASSENENONDERWIJS

VOLWASSENENONDERWIJS Organisatie:

Lineaire organisatie

Onderwijsvorm:

HOKTSP

Duur:

3-jarige cyclus (1e jaar)

Categorie:

Technisch

Afdeling:

BIOTECHNOLOGIE

Vakken:

Anorganische chemie 2/0/0 lt Anorganische chemie (oefeningen) 2/0/0 lt Organische chemie 1/2/0 lt Analytische chemie 1/1/0 lt Analytische chemie 1/1/0 lt Toegepaste mechanica voor biochemische bedrijven 1/0/0 lt Chemie der kunststoffen 1/0/0 lt Chemie der biochenologische Bedrijven 1/2/0 lt Algemene microbiolgie 0/1/0 lt Algemene microbiologie (oefeningen) 0/1/0 lt Fysicochemie 0/1/0 lt Toegepaste microbiologie 0/0/1 lt Toegepaste microbiologie (oefeningen) 0/0/1 lt Pneumatische, hydraulische en elektronische sturingen 1/0/0 lt Enzymologie 0/0/1 lt Ecologie 0/0/1 lt Macromoleculaire biologie 0/0/1 lt Toegepaste biologie 0/0/1 Toegepaste biotechnologie 0/0/1 lt Toegepaste biotechnologie (oefeningen) 0/0/2 lt Instrumentele chemie (oefeningen) 0/2/0 lt Immunologie en celtechnologie 0/0/1 lt Eindwerk 0/0/3 lt

Leerplannummer:

2003/630L (nieuw)

Nummer Inspectie:

02-03/561/G

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Anorganische Chemie (1ste leerjaar : 2 lestijden/week)

INHOUD visie...........................................................................................................................................................2 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .......................................................................................................................12 pedagogisch-didactische wenken ..........................................................................................................12 didactische hulpmiddelen .......................................................................................................................12 evaluatie .................................................................................................................................................13 bibliografie ..............................................................................................................................................14

1


2

VISIE Specifiek Anorganische Chemie is het basisvak bij uitstek wat chemie betreft. Naast basisaspecten van de chemie wordt er een inzichtelijk overzicht gegeven van de chemie. In dit vak verwerven de cursisten inzicht in de relaties die bestaan tussen de verschillende onderdelen van de chemie. Algemeen De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het zelfstandig of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie, brouwerij. Ook de landbouw en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteed ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Er wordt uitgegaan van het feit dat de cursisten geen specifieke voorkennis hebben. De leerstof wordt stelselmatig opgebouwd. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De cursisten verwerven een grondige basis van de chemie en kunnen relaties leggen tussen de verschillende onderdelen van de chemie. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de student een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Studenten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden.

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Anorganische Chemie (1ste leerjaar: 2 lestijden/week)

5

LEERPLANDOELSTELLINGEN/LEERINHOUDEN LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 1

begrippen definiëren die als basis dienen voor de verdere uitwerking van de cursus.

1

Inleidende definities

de SI-eenheden toepassen.

1.1

Bepalingen stof, materie, lichaam, voorwerp

1.2

Definitie soorten verschijnselen : chemisch verschijnsel

1.3

Indelingen van de chemie

1.4

Massa en gewicht, massa en energie

1.5

Wet van het massabehoud en het energiebehoud

1.6

Volume

1.7

Aggregatietoestanden

1.8

Homogeen en heterogeen systeem

1.9

Fase en bestanddeel

1.10

Mengsels en verbindingen

1.11

Scheidingsmethoden

1.12

Zuivere stof en element

1.13

Enkelvoudige en samengestelde stof

1.14

Voorkomen van de elementen


6

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN


de chemische aanpak van de bouw van de stof verwerken.

2

Bouw van de stof

basisbegrippen voor chemische beschouwingen en berekeningen aangeven.

2.1

Moleculen

specifieke toepassingen verwerken.

2.2

Atomen

2.3

Elementen: aantal, namen, andere talen, lijst

2.4

Symbolen en formules

2.5

Atoommassa (relatief) en molecuulmassa (relatief)

2.6

Mol en getal van avogadro

2.7

Gassen en molaire hoeveelheden

2.8

Dichtheid

het periodiek systeem bespreken.

3

Periodiek systeem

de gevolgen in verband met het chemisch gedrag der elementen bespreken.

3.1

Historisch - De tabel van Mendeljev

3.2

Het periodiek systeem en de elektronenconfiguratie

3.3

Het moderne periodieke systeem

3.4

Periodieke eigenschappen

3.5

Kationen en anionen

3.6

Atoomstralen en ionenstralen

3.7

Ionisatie-energie

3.8

Elektronenaffiniteit

specifieke toepassingen op gassen verwerken.

3


7


LEERINHOUDEN


5

uit historische voorbeelden komen tot de moderne visie op de atoombouw en vooral de opbouw van de elektronenmantel.

uit de chemische natuur van de elementen de mogelijke soorten bindingen tussen de elementen aangeven en hieraan de nodige eigenschappen koppelen.

4 4.1

Voorstelling van het atoom Hypothesen van Bohr

4.2

Het model van Bohr-Sommerfeld

4.3

Subniveaus

4.4

Relatieve energie van de subniveaus

4.5

Het aantal elektronen per subniveau en hoofdniveau

4.6

Het magnetisch kwantumgetal

4.7

Het spinkwantumgetal

4.8

Pauliverbod en het 'Aufbau-principe' of uitsluitingsprincipe

4.9

Regel van Hund

4.10

Voorstelling met vierkante banen

5 5.1

De chemische binding Edelgassen

5.2

Metalen en niet-metalen en metaalkarakter

5.3

Elektronegativiteit

5.4

Ionaire binding : vorming, eigenschappen, kristallografie

5.5

Smeltpunt, hardheid, geleidend vermogen, oplosbaarheid

5.6

Toepassingen

5.7

Covalente binding : zuiver covalent, gemengd covalent

5.8

Datief covalente binding

5.9

Eigenschappen covalente binding

5.10

Waterstofbrug

5.11

Metaalbinding en metaalrooster

5.12

Eigenschappen metalen

5.13

Geleiders en halfgeleiders


8


LEERINHOUDEN


de namen van de onderscheiden anorganische chemische stoffen aangeven. de naamvorming toepassen.

7

reducties en oxidaties onderscheiden en beschrijven door de passende reactievergelijkingen.

6 6.1

Naamvorming anorganische stoffen Namen van de elementen

6.2

Namen binaire verbindingen

6.3

Algemene en bijkomende regels

6.4

Binaire zouten

6.5

Hydroxiden, binaire zuren, oxiden

6.6

Ternaire verbindingen en oxozuren

6.7

Hydraten

7 7.1

Redox Verbranding en oxidatie

7.2

Zuurstof in de lucht

7.3

Zuurstof met metalen

7.4

Verbranden van alkanen

7.5

Oxidatiebegrip met uitbreiding

7.6

Oxidatiegetal

7.7

Reducties

7.8

Edele, halfedele en onedele metalen

7.9

Metallurgie en verdringingsreeksen

7.10

Equivalentmassa

7.11

Redoxoefeningen


9


LEERINHOUDEN


de invloeden op de reactiesnelheid evalueren een kwantitatieve evaluatie geven van de snelheid van een reactie.

8 8.1

Reactiesnelheid Heterogene en homogene reacties

8.2

Reactiesnelheid

8.3

Wet der massawerking

8.4

Concentratiedaling in functie van de tijd

8.5

Reactieconstante

8.6

Orde van een reactie

8.7

Invloeden op de reactiesnelheid

8.8

Concentratie

8.9

Drukverhoging en volumeverkleining

8.10

Endotherm en exotherm

8.11

Katalysatoren

8.12

Verdelingsgraad

8.13

Invloed van straling

8.14

Affiniteit van de reagentia


10


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 9 het belang van de invloeden op een evenwichtsreactie weergeven en voor sommige invloeden ook berekenen.

9 9.1

Evenwichtsreacties Evenwichtsconstante – wet der massawerking voor gassen

9.2

Bepaling van de evenwichtsconstante

9.3

Verschuiving van het evenwicht

9.4

Concentratieverandering – Wet van Le Chatelier

9.5

Drukverandering of volumeverandering

9.6

Verandering van de temperatuur

9.7

Invloed katalysator

9.8

Splitsingsgraad bij evenwicht

9.9

Thermische dissociatie

9.10

Berekeningen voor simpele gasreacties

9.11

Invloeden op de dissociatiegraad

9.12

Warmtetoevoer

9.13

Druk en volumeverandering

9.14

Specifieke dissociatie-energie

9.15

Elektrolytische dissociatie of ionisatie

9.16

Theorie van Arrhenius

9.17

Invloed oplosmiddel

9.18

Verdunningswet van Ostwald

9.19

Zwakke en sterke elektrolyten

9.20

Activiteit en activiteitscoëfficiënt


11


LEERINHOUDEN


de soorten energie aangeven die uit een reactie voortkomen. de nodige berekeningen uitvoeren om de verschillende grootheden te bepalen.

10 10.1

Energie bij chemische reacties Reactiewarmte Q

10.2

Energie-inhoud van een systeem

10.3

Inwendige energie

10.4

Arbeid

10.5

Eerste wet van de thermodynamica

10.6

Activeringsenergie

10.7

Soorten reactie-enthalpie

10.8

Enthalpie H

10.9

Vormingsenthalpie

10.10

Verbrandingsenthalpie

10.11

Neutralisatie-enthalpie

10.12

Bindingsenthalpie

10.13

Wet van Hess


12

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Daar veel studenten in het secundair onderwijs geen of weinig chemie aangeboden krijgen, wordt de leerstof vanaf het strikte begin gegeven om zo het chemisch denken aan te brengen. Talrijke numerieke oefeningen helpen de studenten een kwantitatief doorzicht te krijgen in de chemie. Wij verliezen niet uit het oog dat er een praktisch gedeelte labo gekoppeld is aan de theoretische lessen. DIDACTISCHE HULPMIDDELEN De cursisten beschikken over een gedocumenteerde aanschouwelijke cursus die de gehele leerstof bestrijkt. Er wordt gebruikgemaakt van tabellenboekjes en tabellenhandboeken om de data bij vraagstukken en oefeningen op te zoeken. Hier is het bezit van een gedetailleerd periodiek systeem der elementen onmisbaar. Molecuulmodellen en kristalstructuren worden aangebracht aan de hand van fysische modellen. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


EVALUATIE De evaluatie gebeurt door een schriftelijk examen over de geziene leerstof na het beëindigen van de lessenreeks.

13


14

BIBLIOGRAFIE Reeks Chemie Actief (ned) Reeks Chemie (ned) Reeks Chemie in-zicht (ned) Reeks Chemie Eenheid (ned) Leerboek der scheikunde (ned) Reeks Het spel der atomen (ned) Reeks Chemie 2000 (ned) Standaard Chemie (ned) Wetenschappelijk Vademecum (ned)

Andries en Co Mortelmans en Co Put en Co Chalmet en Co Bockhorst en Co Brandt en Co Brandt en Co Van Hooydonck Nachtegael en Co

Uitgeverij Pelckmans - Kapellen Uitgeverij van In – Lier Uitgeverij Wolters – Leuven Uitgeverij standaard educatieve Uitgeverij Wolters-Noordhoff - Groningen Uitgeverij Plantijn Antwerpen Uitgeverij Plantijn Antwerpen Uitgeverij standaard educatieve Uitgeverij Pelckmans - Kapellen

Chemical principles (eng) Certificate Chemistry (eng) College Chemistry (eng) General Chemistry (eng) Thinking Chemistry (eng) Chemistry for you (eng)

Zumdahl Atkinson Schaum Whitten en Co Lewis en Co Ryan

Uitgeverij D.C.Heath en Co, Lexington Uitgeverij Longman – Aylesbury Uitgeverij McGraw-Hill – New York Uitgeverij Saunders - New York Uitgeverij Oxford Press- Oxford Uitgeverij Stanley Thornes - London

Chimie Minérale (fra) Chimie (fra)

Nekrassov Cessac en Co

Uitgeverij Mir – Moscou Uitgeverij Fernand Nathan - Paris

OSP – HOKT – afdeling: Biotechnologie Anorganische Chemie – Oefeningen (jaar 1: 2 lestijden/week)

INHOUD inhoud .......................................................................................................................................................1 visie...........................................................................................................................................................2 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .........................................................................................................................9 pedagogisch-didactische wenken ............................................................................................................9 didactische hulpmiddelen .........................................................................................................................9 evaluatie .................................................................................................................................................10 bibliografie ..............................................................................................................................................11

1


2

VISIE Specifiek De cursisten die deze reeks practica volgen zijn in staat om op een zelfstandige manier de theoretische aspecten van anorganische chemie, algemene en analytische chemie te koppelen aan praktijksituaties in het labo. Alhoewel heden ten dage heel wat chemische oplossingen commercieel verkrijgbaar zijn en heel wat analyses m.b.v. apparatuur worden uitgevoerd, is het toch nuttig en noodzakelijk dat men specifieke oplossingen en bepalingen kan maken en uitvoeren door gebruik te maken van de fundamentele handelingen en technieken van algemene en analytische chemie. Aansluitend bij de stelling uit de vorige paragraaf vormt het kunnen uitvoeren van de overeenkomstige en passende berekeningen een cruciaal onderdeel bij de vorming van analisten. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40-weken-basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouw en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek De cursisten dienen de theoretische aspecten van analytische chemie voldoende te kennen en te begrijpen. Deze leerstof wordt binnen dezelfde opleiding gegeven en het practicum sluit daarop aan.

Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De cursisten kunnen kwantitatief werken in een laboratorium. De cursisten kunnen aangeven wat een standaardstof is en wanneer een standaardoplossing zal gebruikt worden om de concentratie van niet-stabiele oplossingen te bepalen. Door gebruik te maken van de volumetrie als analysemethode zijn ze in staat stoffen te doseren in oplossingen. Ze kunnen zowel werken volgens de klassieke methode als gebruikmaken van een pH-meter / potentiometer om analyses uit te voeren. De cursisten kunnen de belangrijkste aanverwante theoretische basisprincipes illustreren.

Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5

LEERPLANDOELSTELLINGEN/LEERINHOUDEN ANALYTISCHE CHEMIE LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN


het onderscheid maken tussen de verschillende laboratoriumtoebehoren die gebruikt worden om vaste stoffen en vloeistoffen af te wegen en/of op te lossen. de maatapparatuur op een correcte wijze gebruiken.

2

een vaste stof (NaCl) nauwkeurig afwegen, kwantitatief overbrengen in een beker, oplossen en kwantitatief overbrengen en aanlengen in een maatkolf. het gemiddelde volume bepalen van één druppel NaCl-oplossing die d.m.v. een buret aan een erlenmeyer wordt toegevoegd en de standaardafwijking en de variatiecoëfficiënt berekenen.

1 1.1

Gebruik van maatapparatuur Analytische balans versus bovenweger

1.2

Maatkolf versus maatcilinder

1.3

Erlenmeyers en bekers

1.4

Pipetten

1.5

Buret

2 2.1

Kwantitatief werken Analytische balans, beker en maatkolf

2.2

Gebruik van de buret

2.3

IJken van een pipet

3 3.1

Volumetrie, concentratie en nauwkeurigheid Massavolumeprocent, massaprocent, volumeprocent en

door gebruik te maken van een analytische balans en een weegflesje, het gemiddelde volume bepalen van een pipet en de procentuele relatieve fout berekenen. 3

het onderscheid maken tussen de verschillende definities van concentratie.

ppm

de molariteit van een oplossing berekenen. de formule gebruikt in volumetrie (f m V = f´m´V´) correct toepassen.

3.2

Mol en molariteit

de juiste kleurindicator kiezen om in volumetrie het equivalentiepunt van een reactie zichtbaar te maken.

3.3

Het equivalentiepunt en kleurindicatoren

3.4

Standaardafwijking, variatiecoëfficiënt en relatieve fout

de nauwkeurigheid en de juistheid van de gebruikte methoden bij analyses aantonen aan de hand van enkele frequent gebruikte formules uit de statistiek.


6


LEERINHOUDEN


een standaardoplossing bereiden uitgaande van een oertiterstof.

4 4.1

d.m.v. titratie en gebruik van een standaardoplossing (oxaalzuur) een 4.2 NaOH-oplossing heel nauwkeurig stellen.

Stellen van oplossingen NaOH stellen met Oxaalzuur HCl stellen met NaOH

een niet-primaire standaardtiterstof (HCl) stellen met een gestelde oplossing (NaOH) en de exacte molariteit berekenen. 5

door gebruik te maken van een gestelde NaOH-oplossing de hoeveelheid (gram) azijnzuur in tafelazijn bepalen en het gewichtsvolume-procent berekenen. de procentische zuiverheid bepalen van technisch azijnzuur en berekenen hoeveel gram azijnzuur aanwezig is per liter oplossing.

6

de dissociatiereacties van een meerwaardig zuur optekenen en de betekenis van de zuurconstanten correct verwoorden.

5 5.1

Doseren van stoffen in oplossing Doseren van azijnzuur in tafelazijn

5.2

Bepalen van de zuiverheidgraad van ijsazijn

• • 6 6.1

een fosforzuuroplossing van gekende concentratie titreren tot aan het 6.2 tweede equivalentiepunt en de molariteit berekenen plus de 6.3 hoeveelheid gram fosforzuur aanwezig in de oplossing.

Verdunningsmethode Weegmethode Doseren van een meerwaardig zuren Klassieke volumetrische titratie van fosforzuur Potentiometrische titratie van fosforzuur Bepalen van fosforzuur in cola

het verloop van een titratiecurve volgen d.m.v. een pH-meter (mét gecombineerde kalomel-glas-elektrode) en door het grafisch uitzetten van de titratiecurve m.b.v. het programma Excel de twee equivalentiepunten bepalen en de passende berekeningen doen. door gebruik van een potentiometrische titratie, de hoeveelheid (gram) fosforzuur in cola berekenen. 7

het reactiemechanisme van de redoxreactie (jodo-jodimetrie) toegepast op de analyse van sulfiet in wijn verduidelijken.

7 7.1

Redoxtitraties Analyse van sulfiet in witte wijn

een zetmeelindicator zelf aanmaken.

7.2

Analyse van sulfiet in rode wijn

d.m.v. een klassieke titratie het sulfietgehalte bepalen voor 1 liter witte wijn. d.m.v. een potentiometrische titratie (mét Platina-elektrode) het potentiaalverloop grafisch uitzetten m.b.v. het programma Excel en daaruit het gehalte sulfiet in 1 liter rode wijn berekenen.


7


LEERINHOUDEN


de bufferwerking van een buffer verklaren. berekenen hoeveel zuurfractie en zoutfractie nodig is om de buffer te maken. de pH van de buffer meten en vergelijken met de theoretische waarde. door het opstellen van een titratiecurve de buffercapaciteit bepalen. d.m.v. een klassieke zuurtitratie en basetitratie de concentraties van de zuurfractie en de zoutfractie bepalen en vergelijken met de theoretische waarden.

8 8.1

Bereiden van een buffer Bereiden van 500 ml 0,02 M acetaatbuffer pH 5

8.2

De pH-waarde van de buffer controleren

8.3

De buffercapaciteit controleren

8.4

De concentratie van de zuurfractie en de zoutfractie controleren


8

ALGEMENE CHEMIE LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN


met kennis van de elementen moleculen opbouwen.

9

Bepaling van de empirische formule van metaaloxiden als magnesiumoxide en koperoxide

10

Bereiding en eigenschappen van koolstofdioxide

11

Polaire en apolaire stoffen

12

Salpeterigzuur en salpeterzuur

wegen. 10

bewijzen dat een sterk zuur een zwak zuur uit zijn zouten verdrijft de zuiverheidgraad van marmer berekenen. een proefopstelling maken.

11

bepalen van de soort vloeistof die kan gebruikt worden voor het oplossen van polaire en apolaire stoffen. het belang van het kristalwater aangeven het warmte-effect aangeven bij ionisatie en hydratatie

12

toepassingen op redox maken. de eigenschappen van beide zuren opnoemen.

13

de verschillende aspecten van sterke base en zwakke base, sterk zuur en zwak 13 zuur, neerslagvorming, toevoegen van een overmaat met complexvorming, oplossen in warm water, verkleuringen en filtreerbaarheid aangeven.

Ionenonderzoek : groep Ia : Ag+, Pb++, Hg+

14

naast de hiervoor vernoemde onderwerpen ook het redoxprincipe kunnen bespreken.

14

Ionenonderzoek : groep IIa : Pb2+, Hg2+, Bi3+, Cu2+ en Cd2+

15

een onbekend ion in een oplossing aantonen.

15

Ionenonderzoek : groep IIIa : Fe3+, Fe2+, Al3+, Cr3+ en Mn2+

16

de aspecten van de analyse van deze complexe groep aangeven.

16

Ionenonderzoek : groep IVa : Zn2+, Ni2+, Co3+ en Mn2+


9

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Daar veel cursisten in het secundair onderwijs geen of weinig chemie aangeboden krijgen, wordt bijzondere aandacht geschonken aan de veiligheid in het labo. Het labo dient om de theoretisch aangebrachte begrippen in de praktijk te toetsen en onderwijl de handelingen eigen aan het verloop van een chemisch labo tot een verworven standaardroutine te brengen. De basisbewerkingen bij het verloop van een chemisch experiment worden stelselmatig aangeleerd en verbeterd. De rapportering van de vastgestelde fenomenen gebeurt in een wetenschappelijke taal die kernachtig, eenduidig en gefundeerd is. Elk practicum begint met een theoretische kijk op de uit te voeren oefening. In korte bewoordingen doceert de lesgever de theorie die van toepassing is op de oefeningen. Ook het onderwijsleergesprek wordt vaak gebruikt om de theorie aan te brengen. De lesgever demonstreert de cursisten de cruciale punten van de oefeningen. Daarbij wordt ook gebruikgemaakt van praktijkvoorbeelden die geïllustreerd kunnen worden met specifiek beeldmateriaal, publicaties of verwijzingen naar vaktijdschriften en krantenartikels. Op passende wijze en bij specifieke oefeningen geldt het internet als bron van informatie naast de uitgebreide informatie die o.a. te vinden is in de plaatselijke bibliotheek van de school.

DIDACTISCHE HULPMIDDELEN De materiële inrichting van het laboratorium voor anorganische chemie, algemene en analytische chemie, bestaat uit: Glaswerk: bekers, erlenmeyers, gegradueerde maatcilinders en pipetten, maatkolven, buretten en dergelijke Klein materiaal: trechters, glazen roerstaven, labo-peren, weegflesjes, horlogeglazen, en dergelijke Apparatuur: pH-meters met elektroden (gecombineerde glas-kalomelelektrode en platinaelektrode), magneetroerders, bovenwegers en analytische balansen. Chemische reagentia (vaste stoffen en vloeistoffen), kleurindicatoren. Het labo bezit tevens een aantal catalogi met informatie over de scheikundige producten. Veiligheidsfiches zijn aanwezig in het laboratorium. In het labo is er tevens een computer aanwezig met o.a. het programma Excel voor het grafisch verwerken van meetresultaten. Het volledige arsenaal van het chemisch labo staat ter beschikking. Voor “Algemene Chemie - Oefeningen” is een uitgerust laboratorium nodig zodat zowel analysereacties als voorbereidende extracties uitgevoerd kunnen worden.De nodige meetapparatuur dient aanwezig te zijn. De veiligheidsvoorschriften worden aangegeven aan de hand van cursusnota’s. De opgaven worden, gestoffeerd met achtergrondinformatie, per onderwerp aangegeven. Er wordt gebruikgemaakt van tabellenboekjes en tabellenhandboeken om de data bij de oefeningen te verzamelen. Het bezit van een gedetailleerd periodiek systeem der elementen is onmisbaar.


EVALUATIE De aanwezigheid in het labo is verplicht; er is permanente evaluatie. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: Hoofding (school, afdeling, naam, datum) Titel oefening + doelstelling Reactievergelijking Praktische handelingen Waarnemingen Berekeningen (in chronologische volgorde) Besluit (resultaat) Algemene opmaak Het werk van de cursisten in het labo wordt permanent geëvalueerd volgens volgende criteria: Labo-jas bij zich hebben Veiligheidsbril dragen Vod, notitieboekje, spatel bijhebben Netjes houden van de labo-tafel Reinigen van het gebruikte glaswerk en materiaal Algemene houding Kunnen antwoorden op vragen in verband met het practicum

10


11

BIBLIOGRAFIE • • • • • • • •

Tables scientifiques Documenta Geigy Hilfstabellen Merck 3000 Solved problems in chemistry, David E. Goldberg, McGraw-Hill, Inc. Langes Handbook of chemistry, McGraw-Hill, Inc. Scheikunde voor analisten, Dr. S. C. Bokhorst, Drs. I. J. Poortvliet, Drs. I. J. Smit, Wolters-Moordhoff Laboratory exercises in general chemistry, V. Semishin, MIR Moscow SI chemical data, Gordon Aylward en Tristan Findlay, John Wiley and Sons Praktische proeven, nota’s Jozef Van Wezemael

• Algemene chemie voor biomedische richtingen door Prof. S. Hoste UG - bestelnummer UC 492 • Oefeningen analytische chemie en instrumentele analyse Dr. De Doncker K., DR. Diricks G., uitgegeven door Hogeschool Gent – Industriële wetenschappen • Analytische scheikunde 1 en 2, W. Biermans, A. Pyra, F. Schuyten, uitgeverij ASTO ISBN 90 260 4300 7 • Fundamentals of analytical chemistry - 7th edition - Skoog, West en Holler ISBN 0-03-005938-0

OSP – HOKT – Biotechnologie Organische chemie (leerjaar 1: 1 lestijd/week)

INHOUD visie...........................................................................................................................................................2 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .........................................................................................................................8 pedagogisch-didactische wenken ............................................................................................................8 didactische hulpmiddelen .........................................................................................................................8 evaluatie ...................................................................................................................................................9 bibliografie ..............................................................................................................................................10

1


2

VISIE Specifiek In dit vak verwerven de cursisten inzicht in de relaties die bestaan tussen de verschillende functionele groepen. Ze krijgen een inleiding tot de studie van synthesestrategieën. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek In het eerste deel wordt ervan uitgegaan dat de cursisten geen specifieke voorkennis hebben. De leerstof wordt stelselmatig opgebouwd. Het vak “Anorganische Chemie” fungeert als ondersteunend vak. De vakken “Chemie der kunststoffen” en “Chemie der biotechnologische bedrijven” hebben een aanvullende en illustrerende waarde. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen en chemie, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek In het eerste deel van de cursus wordt de nadruk gelegd op de chemische binding en de voorkomende dipolen. Dit geeft de mogelijkheid de onderlinge polariteitverschillen van de moleculen scherper in het licht te stellen. Aan de hand hiervan wordt een indeling gemaakt in functionele groepen. Hierop is dan de nomenclatuur gebaseerd. Deze functionele groepen worden vergeleken op basis van hun chemische en fysische eigenschappen. Verder wordt nagegaan hoe de verschillende functies gesynthetiseerd kunnen worden. Bij reactiviteit en synthese worden de verschillende organische reacties bestudeerd a.d.h.v. reactietype en -mechanisme. Speciale aandacht wordt besteed aan de stereochemie. Tevens worden de industriële productiemethoden voor organische verbindingen belicht. Tijdens de cursus wordt ook de nodige aandacht besteed aan de ontwikkeling van een zgn. “groene chemie” en de duurzame ontwikkeling. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds tewerkgesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Organische chemie (leerjaar 1: 1 lestijd/week)

5


LEERINHOUDEN


plaats van de OC in de chemie situeren.

1 1.1

Inleiding Organische Chemie?

1.2

Indeling KWS

1.3

Inductief en mesomeer effect

verklaren wat het C-atoom zo uniek maakt.

1.4

Het C-atoom

uitleggen hoe bindingen tot stand komen.

1.5

Orbitalentheorie: atoom- en molecuulorbitalen,

een schematisch overzicht van de indeling KWS geven. a.d.h.v. deze belangrijke effecten de reactiviteit van functies verklaren en voorspellen.

molecuulbinding, σ− & π--binding

verschillende types molecuulbindingen belangrijk in de OC indelen. verschillende voorstellingen van de C-keten geven.

1.6

Voorstelling C-keten

voordelen en nadelen aangeven. 2

het onderscheid aangeven tussen verzadigde en onverzadigde KWS. 2 2.1 de basis aangeven van de naamgeving in de OC. 2.2 de ruimtelijke organisatie en flexibiliteit van organische moleculen 2.3 weergeven.

Verzadigde KWS - Alkanen Nomenclatuur Structuur – Conformaties - Newmanprojectie Fysische eigenschappen

aggregatietoestand, kookpuntsvergelijking, oplosbaarheid, … verklaren.

2.4

Chemische eigenschappen

2.5

Synthese

de reactiviteit verklaren van verzadigde KWS – reactietypes.

2.6

Petrochemische industrie

synthesemethoden algemeen en m.b.v. reactiemechanismen weergeven.

2.7

Katalyse

weergeven hoe de basisproductie van organische verbindingen gebeurt. het onderscheid aangeven tussen heterogene en homogene katalyse + voordelen en nadelen.


6


LEERINHOUDEN


de naamgeving verder uitbreiden en systematiseren.

3 3.1

Onverzadigde KWS - Alkenen en Alkynen Nomenclatuur

3.2

Structuur en


3.3

Fysische eigenschappen

3.4

Zuurbase karakter

zuurbase karakter van alkynen verklaren a.d.h.v. pKz.

3.5


de reactiviteit verklaren van onverzadigde KWS – reactietypes.

3.6

Synthese


3.7

Geconjugeerde en gecumuleerde dubbele bindingen

3.8

Isomerie

4 4.1

Cyclische verbindingen Structuur en nomenclatuur van cyclo-alkanen

4.2

Cyclo-alkenen

4.3

Polycyclische KWS


5

typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen aangeven.

5.1

Functies met O en S - Alkanolen (alcoholen) en Fenolen en Thiolen Nomenclatuur

5.2

Structuur

5.3


5.4

Zuurbase karakter

5.5


5.6

Synthese

typische vlakke structuur van π-binding verklaren –verschillende nomenclaturen gebruiken.

onderscheid weergeven en stabiliteit verklaren.

-binding – Cis-trans en E/Z nomenclatuur

verschillende vormen van isomerie definiëren en illustreren a.d.h.v. specifieke voorbeelden. 4

de indeling weergeven. stoel- en bootconformatie bespreken. de nomenclatuur toepassen. structuur bespreken en de nomenclatuur toepassen.

5

zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillen – reactietypes. synthesemethoden algemeen en m.b.v. reactiemechanismen weergeven.


7


LEERINHOUDEN



6

typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen verklaren.

6.1

Functies met O en S - Ethers en Cyclische ethers en Thioëthers Nomenclatuur

6.2

Structuur

6.3


zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz.

6.4

Zuurbase karakter

de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillen – reactietypes.

6.5


6.6

Synthese




8

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. De cursisten moeten de verschillende niveaus inzien: nomenclatuur – fysische eigenschappen – chemische eigenschappen – reactiviteit en reactietypes – reactiemechanismen. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies.

DIDACTISCHE HULPMIDDELEN Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


9

EVALUATIE Het schriftelijk examen bestaat uit verschillende delen, met tijddruk: nomenclatuur; fysische en chemische eigenschappen – reactiviteit; openboek in verband met synthese.


10

BIBLIOGRAFIE 1. Inleiding tot een verklarende Organische Chemie K. Bruggemans – Y. Herzog

(A. De Boeck, Uitgeverij N.V. Brussel)

2. Organische Chemie H. E. Hilderson ( Wetenschappelijke uitgeverij en Boekhandel scientia Story) 3. Contempory Organic chemistry Ternay

(W.B. Saunders Company)

4. Basic Principles of Organis Chemistry Roberts en Caserio

(W.A. Benjamin Inc.)

5. Introduction to Organic Chemistry Steitwieser – Jeatloch – Kosaner

(Macmillan Publishing C°)

6. Organic Chemistry Peter – Volhardt

(W.H. Freeman and Company)

7. Advanced Organic Chemistry – Reactions, Mechanisms en Structure March

(John Wiley en sons)

8. Biotransformations in Organic chemistry Faber

(Springer Verlag)

9. Inleiding in de Bio-Organische Chemie Engbersen – De Groot

(Pudoc Wageningen)

10. Bio-Organische Chemie voor levenswetenschappen Engbersen – De Groot

(Wageningen academic Publishers)

11. Organic Chemistry Bruice

ISBN 0-13-841925-6

OSP – HOKT – Biotechnologie Organische chemie - Oefeningen (leerjaar 1: 1 lestijd/week)

INHOUD visie...........................................................................................................................................................2 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .........................................................................................................................7 pedagogisch-didactische wenken ............................................................................................................7 didactische hulpmiddelen .........................................................................................................................7 evaluatie ...................................................................................................................................................8 bibliografie ................................................................................................................................................9

1


2

VISIE Specifiek In dit vak verwerven de cursisten inzicht in de relaties die bestaan tussen de verschillende functionele groepen a.d.h.v. oefeningen . Zij krijgen een inleiding tot de studie van synthesestrategieën. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek In het eerste deel wordt ervan uitgegaan dat de cursisten geen specifieke voorkennis hebben. De oefeningen worden stelselmatig opgebouwd. Het vak “Anorganische Chemie” fungeert als ondersteunend vak. De vakken “Chemie der kunststoffen” en “Chemie der biotechnologische bedrijven” hebben een aanvullende en illustrerende waarde. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen en chemie, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Het probleemoplossend vermogen van de cursisten wordt ontwikkeld. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds tewerkgesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Organische chemie - Oefeningen (leerjaar 1: 1 lestijd/week)

5


LEERINHOUDEN


2

in verschillende functies het inductief en mesomeer effect aanduiden en bespreken.

1 1.1

Inleiding Indeling KWS

C-ketens in de verschillende voorstellingen weergeven.

1.2

Inductief en mesomeer effect

C-ketens voorstellen door verschillende projectiemethoden.

1.3

Voorstelling C-keten

1.4

Newman- en Fisherprojecties

het onderscheid aangeven tussen verzadigde en onverzadigde KWS. 2 2.1 de ruimtelijke organisatie en flexibiliteit van organische moleculen 2.2 weergeven.

Verzadigde KWS - Alkanen Structuur – Conformaties - Newmanprojectie Fysische eigenschappen

2.3


2.4

Synthese

typische vlakke structuur van π-binding– gebruik verschillende nomenclaturen verklaren.

3 3.1

Onverzadigde KWS - Alkenen en Alkynen Structuur en -binding – Cis-trans en E/Z nomenclatuur

zuurbase karakter van alkynen verklaren a.d.h.v. pKz.

3.2


de reactiviteit verklaren van onverzadigde KWS – reactietypes.

3.3

Zuurbase karakter


3.4


3.5

Synthese

synthesestrategie ontwikkelen a.d.h.v. een probleem.

3.6

Geconjugeerde en gecumuleerde dubbele bindingen

verschillende vormen van isomerie definiëren en illustreren a.d.h.v. specifieke voorbeelden.

3.7

Isomerie

synthesemethoden algemeen en m.b.v. reactiemechanismen weergeven. synthesestrategie ontwikkelen a.d.h.v. een probleem. structuur ophelderen m.b.v. spectroscopische methoden. 3

structuur ophelderen m.b.v. spectroscopische methoden.


6


LEERINHOUDEN


de indeling weergeven. stoel- en bootconformatie bespreken. synthesestrategie ontwikkelen a.d.h.v. een probleem. structuur ophelderen m.b.v. spectroscopische methoden.

5

typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen aangeven. zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillen – reactietypes. synthesemethoden algemeen en m.b.v. reactiemechanismen weergeven.

4 4.1

Cyclische verbindingen Structuur en nomenclatuur van cyclo-alkanen

4.2

Cyclo-alkenen

4.3

Polycyclische KWS

5 5.1

Functies met O en S - Alkanolen (alcoholen) en Fenolen en Thiolen Structuur

5.2


5.3

Zuurbase karakter

5.4


5.5

Synthese

6 6.1

Functies met O en S - Ethers en Cyclische ethers en Thioëthers Structuur

6.2


6.3

Zuurbase karakter

6.4


6.5

Synthese

synthesestrategie ontwikkelen a.d.h.v. een probleem. structuur ophelderen m.b.v. spectroscopische methoden. 6

typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen verklaren. zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillen – reactietypes. synthesemethoden algemeen en m.b.v. reactiemechanismen weergeven. synthesestrategie ontwikkelen a.d.h.v. een probleem. structuur ophelderen m.b.v. spectroscopische methoden.


7

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. probleemstelling. Er wordt gestreefd naar een maximale actieve inbreng van de cursisten. De cursisten moeten de verschillende niveaus inzien: nomenclatuur – structuur – fysische eigenschappen – chemische eigenschappen – reactiviteit en reactietypes – reactiemechanismen. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies.



EVALUATIE De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. opdrachten, voorbereidingen, oefeningen. De oefeningenreeks wordt afgesloten met een open boek examen.

8




2. Organische Chemie H. E. Hilderson ( Wetenschappelijke uitgeverij en Boekhandel Scientia Story) 3. Contempory Organic Chemistry Ternay


4. Basic Principles of Organic Chemistry Roberts en Caserio





(W. H. Freeman and Company)


(John Wiley and sons)


(Springer Verlag)


(Pudoc Wageningen)


(Wageningen Academic Publishers)


ISBN 0-13-841925-6

12. Organic Chemistry, Theory en Problems Shaum’s Series

9

OSP – HOKT – afdeling Biotechnologie Analytische chemie (leerjaar 1: 1 lestijd / week)


1


2

VISIE Specifiek De cursist weet welke de voornaamste technieken en methodes zijn die ter beschikking staan om de hoeveelheid van een bestanddeel in een monster te bepalen. Via de fundamentele reacties en reactievergelijkingen (volumetrie) en de fysische principes (instrumentele analyse) verwerft de cursist de noodzakelijke kennis om een meetwaarde om te zetten tot een precies en betrouwbaar analyseresultaat. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Er is geen specifieke vooropleiding vereist. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Tijdens het eerste jaar wordt voornamelijk de "natte analyse" besproken. Er wordt zeer veel aandacht besteed aan de manier van analyse van een probleem. De praktische aspecten worden vnl. belicht. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.

OSP – HOKT – afdeling Biotechnologie Analytische chemie (leerjaar 1: 1 lestijd/week)

5


LEERINHOUDEN


de basisformules bespreken. definiëren wat reactiesnelheid is. uitleggen wat deze formule inhoud en wat omkeerbare reacties zijn. concentraties definiëren. problemen en oefeningen oplossen.

2

onderscheid maken tussen ionisatie en dissociatie. de verschillende soorten elektrolyten bespreken. pH definiëren. oefeningen en problemen oplossen. de vereenvoudigingen en benaderingen bespreken.

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3

De chemische reactie: Afleiding basisformules steunend op de wetten van de thermodynamica Reactiesnelheid Formule van Gulberg en Waage Omkeerbare reacties Concentratie en eenheden Ionevenwichten in waterig milieu Elektrolytische dissociatie en ionisatie Soorten elektrolyten Ionisatie van water Waterevenwicht PH PH-berekeningen, Afleiden van pH-formules Bufferoplossingen

3

oefeningen en problemen oplossen.

4

een overzicht geven van de verschillende soorten zuurbase indicatoren.

4

Zuurbase indicatoren

5

de berekeningen uitvoeren nodig om tot een resultaat te komen in een volumetrische analyse.

5 5.1 5.2 5.3 6 6.1 6.2

Volumetrische analyse Zuurbase titratie Neutralisatieregel Titratiecurven Oplosbaarheid en neerslagvorming Gravimetrische analyse Volumetrie: neerslagtitratie

de verschillende titratiecurven bespreken. 6

oplosbaarheid en oplosbaarheidsproduct definiëren. oefeningen en problemen oplossen.


6


LEERINHOUDEN


de verschillende vormen van complexen bespreken. oefeningen en problemen oplossen.

8

bespreken hoe een potentiaal tot stand komt. oefeningen en problemen oplossen.

7 7.1 7.2 8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 • • •

Complexometrie Complexen en liganden Complexometrische titratie Electrochemische analyse Potentiaal tussen een metaal en een elektrolytoplossing Elektrodepotentialen en Nernstpotentialen Redoxreactie Redoxpotentiaal Volumetrie: redoxtitratie Redoxtitratiecurve Indicatoren Voornaamste redoxanalysemethoden Perganometrie Chromatometrie Jodi- en jodometrie


7

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •

uitgerust voor projecties;

•

met tenminste één goed uitgeruste PC (in de laboratoria) en eventueel internetaansluiting;

•

volledige infrastructuur en apparatuur om (demonstratie)proeven toe te laten.

DIDACTISCHE HULPMIDDELEN Het didactisch materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


EVALUATIE Er wordt een schriftelijk examen afgenomen. Halverwege het semester is er een tussentijds examen.

8


9

BIBLIOGRAFIE •

Daniel C. Harris, Quantitative Chemical Analysis W. H. Freeman and Company New York

•

Alun Evans, Potentiometry and Ion Selective Electrodes, John Wiley and Sons London

•

T. Reiley, C. Tomlinson, Principles of Electroanalytical Methodes, John Wiley and Sons London

•

M. T. C. de Loos-Vollebregt, Atoomspectrometrie, Bohn Stafleu Van Loghum

•

De Vries A. B. Practicum voorschriften scheikunde Heron Bibliotheek Elsevier

OSP – HOKT – afdeling Biotechnologie Analytische chemie - Oefeningen (jaar 1: 1 lestijd / week)


1


2

VISIE Specifiek In dit vak verwerven de cursisten een dieper inzicht in de chemische analyse a.d.h.v. oefeningen en probleemstellingen. In deze oefeningenreeks worden eveneens de analytische grondbeginselen (bemonsteringstechnieken, statistische resultatenverwerking, rapportering, volumetrische- en gravimetrische doseringsmethoden,...) behandeld. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Er wordt uitgegaan van het feit dat de cursisten geen specifieke voorkennis hebben. De oefeningen worden stelselmatig opgebouwd. Het vak “Anorganische Chemie” fungeert als ondersteunend vak. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen en chemie, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Tijdens het eerste jaar wordt voornamelijk de "natte analyse" besproken in het vak “Analytische Chemie”. Er wordt zeer veel aandacht besteed aan de manier waarop een probleem geanalyseerd wordt. De praktische aspecten worden belicht. Het probleemoplossend vermogen van de cursisten wordt ontwikkeld. In deze oefeningenreeks wordt ernaar gestreefd een ruime wetenschappelijke (chemische, fysicochemische) basis te verstrekken die in de praktijk moet toelaten gespecialiseerde vakliteratuur te interpreteren en aldus de aangewezen kwalitatieve en/of kwantitatieve analysemethoden deskundig toe te passen. Daarbij moeten de theoretische basisprincipes inzichtelijk verwerkt en tevens gekoppeld kunnen worden aan het vereiste instrumentarium en een groot aantal praktische en industriële toepassingsmogelijkheden (kwaliteitscontrole, oplossen van problemen, ...). Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds tewerkgesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


oefeningen en problemen oplossen in verband met activiteit, reactiesnelheid, evenwichtsconcentraties.

2

oefeningen en problemen oplossen in verband met ionenconcentraties, sterke en zwakke zuren en basen, pH.

3

oefeningen en problemen oplossen in verband met bufferoplossingen.

4

oefeningen en problemen oplossen in verband met zuurbase indicatoren.

5

oefeningen en problemen oplossen in verband met titratie equivalentiepunt, titratie van sterke en zwakke zuren en basen, polyprotische zuren, titratie d.m.v. een overmaat, zuiverheidgraad van een monster.

6

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3

De chemische reactie Basisformules en wetten van de thermodynamica Reactiesnelheid Formule van Gulberg en Waage Omkeerbare reacties Concentratie en eenheden Ionevenwichten in waterig milieu Elektrolytische dissociatie en ionisatie Soorten elektrolyten Waterevenwicht PH PH-berekeningen PH-formules toepassen Bufferoplossingen

4

Zuurbase indicatoren

5 5.1 5.2 5.3 oefeningen en problemen oplossen in verband met 6 oplosbaarheidproducten, de verschillende typen van neerslagtitraties. 6.1 6.2

Volumetrische analyse Zuurbase titratie Neutralisatieregel Titratiecurven Oplosbaarheid en neerslagvorming Gravimetrische analyse Volumetrie: neerslagtitratie


6


LEERINHOUDEN


oefeningen en problemen oplossen in verband met complexometrische titraties, complex-ion effect.

8

oefeningen en problemen oplossen in verband met galvanische cellen, combinatie van half-celreacties, celnotatie, SCE cel, potentiometrische titraties van een enkelvoudig ion, potentiometrische titraties van complexe mengsels.

9

oefeningen en problemen oplossen in verband met statistische resultatenverwerking.

7 7.1 7.2 8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 • • •

Complexometrie Complexen en liganden Complexometrische titratie Elektrochemische analyse Potentiaal tussen een metaal en een elektrolytoplossing Elektrodepotentialen en Nernstpotentialen Redoxreactie Redoxpotentiaal Volumetrie: redoxtitratie Redoxtitratiecurve Indicatoren Voornaamste redoxanalysemethoden Perganometrie Chromatometrie Jodi- en jodometrie

9 9.1

Analytische grondbeginselen Bemonsteringstechnieken

9.2

Statistische resultatenverwerking

9.3

Rapportering

9.4

Volumetrische- en gravimetrische doseringsmethoden


7

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. probleemstelling. Er wordt gestreefd naar een maximale actieve inbreng van de cursisten. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies.



EVALUATIE De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. opdrachten, voorbereidingen, oefeningen. De oefeningenreeks wordt afgesloten met een open boek examen.

8


BIBLIOGRAFIE 1. Analytical Chemistry, Theory and Problems Schaum’s Outline Series – A. Gordus McGraw-Hill, Inc 2. Quantitative Chemical Analysis D. C. Harris W. H. Freeman and Company 3. Potentiometry and Ion Selective Electrodes Evans John Wiley and Sons London 4. Principles of Electroanalytical Methodes T. Reiley, C. Tomlinson John Wiley and Sons London 5. Atoomspectrometrie M. T. C. de Loos-Vollebregt Bohn Stafleu Van Loghum 6. Practicum voorschriften scheikunde De Vries A.B. Heron Bibliotheek Elsevier

9

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Toegepaste mechanica voor biochemische bedrijven (leerjaar 1: 1 lestijd/week)

INHOUD visie...........................................................................................................................................................2 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .......................................................................................................................12 evaluatie .................................................................................................................................................13 bibliografie ..............................................................................................................................................14

1


VISIE Specifiek Er wordt een algemene basis gelegd wat betreft mechanica. Deze basis is zodanig geconcipieerd dat er duidelijk aansluiting kan worden gevormd met de (al dan niet) toekomstige werksituatie. Er wordt ruime aandacht besteed aan de mechanische aspecten van procestechnologie, waarbij ook het begrijpen en implementeren van de gaswetten en thermodynamische aspecten horen. Dit alles gebeurt zo veel mogelijk met betrekking tot situaties die zich in een industriële omgeving voordoen. Hierbij aansluitend wordt er ook aandacht besteed aan belangrijke meettechnieken, hun onderlinge verbanden en het verband dat die parameters met een productieomgeving hebben. Algemeen De afgestudeerden van het OSP-HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties worden uitgeoefend. Het werkveld van de TeHOKT-biotechnoloog is opereren in een zelfstandig labo of een met de productie verbonden labo en/of in een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich voornamelijk in bedrijven, behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie, brouwerijsector, landbouw en agro. Voor het uitoefenen van zijn functie zal deze biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie, combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie, gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKT-biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten.Tijdens de opleiding wordt ook aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband;

2


BEGINSITUATIE Specifiek Men dient rekening te houden met het feit dat de cursisten van totaal verschillende richtingen - wat secundaire opleiding betreft - afkomstig zijn. Ook cursisten die reeds een hogere opleiding genoten volgen de cursussen. Het wiskundeniveau is gemiddeld van hoger technisch secundair onderwijsniveau. Wat mechanica en thermodynamica betreft, kan men uitgaan van een zeer beperkte voorkennis; dit zal uiteraard niet voor elke cursist opgaan. De mechanica wordt bij aanvang gesitueerd als een onderdeel van de natuurkunde - een vak dat vele cursisten in hun vooropleiding hebben gehad. Op die manier wordt een link gelegd met reeds eerder opgedane kennis. In de loop van de cursus wordt uiteraard sterk toegewerkt naar de praktische aspecten van “Toegepaste mechanica” en dit onder meer door de praktische benadering van de meeste hoofdstukken. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen en chemie, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.

3


ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De nadruk wordt gelegd op aspecten van de mechanica die op een directe wijze implementeerbaar zijn in de (toekomstige) werkomgeving van de cursisten. De cursisten krijgen zo voeling met de praktische zijde van de mechanica en met mechanische toepassingen . Zo worden aspecten zoals b.v. transporteurs en pompen uitvoerig besproken. Het werkingsprincipe en inpassing van dergelijke toepassingen in een productieproces komen aan de orde. Een belangrijk deel van de cursus wordt besteedt aan de bespreking van toestellen en instrumenten om metingen (van mechanische en thermodynamische aard) te verrichten. De cursisten krijgen op die manier zicht op belangrijke procesparameters zoals druk en temperatuur kunnen die parameters met behulp van metingen bepalen. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds tewerkgesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.

4


5

LEERINHOUDEN


LEERINHOUDEN


2

een weloverwogen keuze maken wat betreft het type tranportsysteem, 1 gebaseerd op het soort materiaal dat moet getransporteerd worden en het 1.1 debiet waarmee dit moet gebeuren. 1.2 transportsystemen herkennen en daaruit afleiden welke stoffen voor een 1.3 dergelijk systeem in aanmerking komen. 1.4 alle parameters die in de formulesets aanwezig zijn berekenen waarbij telkens ondubbelzinnig vaststaat welke SI-eenheden er bij de parameters 1.5 horen. 1.6 duidelijk onderscheid maken tussen de verschillende types pneumatisch 1.7 transport.

Transport van vaste stoffen Inleiding en SI-eenhedenstelsel

de wetten van Bernouilli, Castelli en Pascal zowel kwalitatief als kwantitatief toepassen.

2 2.1

Transport van niet-samendrukbare fluïda Inleiding

de in de hydraulica veel voorkomende parameters gebruiken in de juiste vorm wat betreft symboliek en eenheden.

2.2

Basisbegrippen hydraulica

2.3

Wrijvingsverliezen in een leiding

2.4

Centrifugaalpompen

2.5

Verdringerpompen

2.6

Membraanpompen

2.7

Andere pomptypes

het benodigd vermogen berekenen met het oog op het bekomen van een bepaalde druk of een bepaald debiet.

3 3.1

Transport van samendrukbare fluïda Inleiding

het verschil begrijpen tussen onderdruksystemen en overdruksystemen.

3.2

Transport bij drukken, groter dan atmosferische

3.3

Transport bij drukken, lager dan atmosferische

eenvoudige vraagstukken daaromtrent oplossen. wrijvingsverliezen berekenen. goed onderscheid maken tussen verschillende pomptypes en hun toepassingsgebied. in beperkte mate daaromtrent berekeningen maken. 3

Schroeftransporteurs Bandtransporteurs Kettingtransporteurs Schudtransporteurs Pneumatisch transport Hydraulisch transport


6


LEERINHOUDEN


eenvoudige vraagstukken oplossen met betrekking tot de fysische achtergrond van het verschijnsel druk en die relateren aan bestaande meetinstrumenten.

4 4.1

Meten van drukken Inleiding

4.2

Drukeenheden

4.3

Absolute en relatieve druk

4.4

Mechanische manometers

5 5.1

Debietmetingen Inleiding

5.2

Debietmeting steunend op drukverschilmetingen

kwantitatieve verbanden leggen tussen de parameters met relevantie in het beschouwde meetinstrument..

5.3

Meetschijf of diafragma

5.4

Venturibuis

vraagstukken oplossen die betrekking hebben op de vermelde parameters.

5.5

Meettuit

5.6

Pitotbuis

5.7

Metingen gebaseerd op het principe van veranderlijke

selectief te werk gaan om een aan het proces aangepaste drukmeter te kiezen. 5

vraagstukken oplossen die eigen zijn aan het type meetinstrument. het onderscheid inzien tussen de verschillende meetinstrumenten en meetprincipes.

doorlaat

6

5.8

Metingen steunend op verdringerprincipe

5.9

Metingen steunend op statistische principes

inzien wat de onderlinge gelijkenissen en verschillen zijn tussen enkele bestaande systemen.

6 6.1

Temperatuurmetingen Inleiding

een meetinstrument kiezen in functie van het temperatuurinterval waar men mee te maken heeft.

6.2

Soorten thermometers

6.3

Andere meetmethodes


7


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen voordelen en nadelen van de verschillende types van niveaumetingen tegen elkaar afwegen.

7 7.1

Niveaumetingen Inleiding

7.2

Overzicht van de verschillende types van niveaumetingen

7.3

Directe metingen voor vloeistoffen

7.4

Indirecte metingen voor vloeistoffen

7.5

Niveaumetingen voor vaste stoffen en vloeistoffen

7.6

Enkele thermodynamische toepassingen

7.7

Mechanische aspecten van laboratoriuminstrumenten


8

METHODOLOGISCHE WENKEN Men dient zich te realiseren dat het merendeel van de cursisten een (zeer) beperkte basis hebben wat betreft fysica en wiskunde. Hogere wiskunde in deze cursus integreren is totaal utopisch. Integraalrekenen en differentiaalrekenen is eveneens niet in de cursus toe te passen. Het merendeel van de cursisten heeft ernstige moeilijkheden met het oplossen van vergelijkingen met rationale exponenten. Daarom moeten deze vergelijkingen tot een minderheid behoren aangezien het buiten het kader van deze cursus valt om de wiskundige achtergronden in extenso toe te lichten. Alle parameters die gebruikt worden moeten op voorhand worden verklaard en hun bijpassende eenheid moet telkens worden vermeld. De cursisten hebben weinig moeite met de beschrijvende aspecten van de cursus en het inzien van principes levert ook geen noemenswaardige problemen. Vraagstukken zorgen echter voor grote moeilijkheden maar vormen een essentieel onderdeel van de cursus. Het spreekt dan ook voor zich dat er tijd nog moeite mag worden gespaard om de cursisten toch in staat te stellen om kwantitatieve problemen op te lossen. PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Het is aangewezen dat tweerichtingscommunicatie tussen cursisten en leraar veelvuldig aan de orde is. Beiden moeten immers dezelfde taal spreken en aan elkaar tegemoet kunnen komen. De voorkennis van de cursisten is namelijk geen gestandaardiseerd gegeven. Zodoende moet aangevoeld worden welke onderwerpen een opfrissende inleiding nodig hebben en welke niet. Meerdere onderwerpen die besproken worden, zijn moeilijk naar voren te brengen zonder gebruik te maken van een retroprojector. Het is belangrijk dat de cursisten besproken toestellen en instrumentaria kunnen visualiseren. Daarom is het zeer wenselijk dat er gebruik gemaakt wordt van een retroprojector om één en ander te verduidelijken. De cursisten krijgen ook een figurenbundel in cursusvorm, hetgeen hen tijdens het verloop van de cursus van groot nut kan zijn. Het lestempo moet worden aangepast aan de voorkennis van de cursisten over het betreffende onderwerp. De cursisten krijgen meer voeling met de praktische aspecten van de naar voren gebrachte leerstof. Dit gebeurt met behulp van proefstanden in de diverse laboratoria. Bepaalde zaken kunnen naar het leslokaal worden gebracht om als didactisch materiaal dienst te doen; vb. kranen, leidingen, pompje,... Daar waar mogelijk moeten theoretische uiteenzettingen zoveel mogelijk vergezeld worden van bijpassende oefeningen. Men dient veel tijd te besteden aan oefeningen en probleemoplossing omdat juist daar de grootste tekorten te situeren zijn. DIDACTISCHE HULPMIDDELEN Er wordt gebruikgemaakt van de Belgische / Europese normen met betrekking tot mechanica. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken. Bezoeken en demonstraties in de daartoe specifiek uitgeruste laboratoria werken verhelderend.


EVALUATIE De vragen kunnen betreffen: oefeningen, schetsen maken van instrumenten, structuurschema’s, opsommingen, … De puntenverdeling tussen theoretische vragen en oefeningen is evenwichtig.

9


BIBLIOGRAFIE BEGINSELEN UIT DE CHEMISCHE TECHNOLOGIE / DEEL 2/ TRANSPORTSYSTEMEN EN MEETSYSTEMEN Door G. de Loore, A. Pyra en S. Vandersypen Uitgeverij Acco in Leuven MECHANICA DER FLUÏDA DOOR ROGER VAN MELLE, UITGEVERIJ INDUS BOEKDEEL

1: gassen 2: vloeistoffen

TECHNISCHE THERMODYNAMICA DOOR ROGER VAN MELLE, UITGEVERIJ INDUS BOEKDEEL

1: ideale gassen 2: reële gassen 3: formularium

FORMULARIUM VOOR WISKUNDE, FYSIKA EN CHEMIE DOOR PERGOOT UITGEVERIJ DE GARVE IN BRUGGE PHYSICS FOR Scientists and Engineers with Modern Physics, 5th Ed. Serway – Beichner (academisch niveau, hogere wiskunde) SAUNDERS COLLEGE PUBLISHING ISBN 0-03-022657-0 http://www.hartcollege.com Lectuur met betrekking tot toegepast mechanica, bij voorkeur van secundair niveau (om hun doel voorbijschietende wiskundige uiteenzettingen te vermijden)

10

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Chemie der kunststoffen (jaar 1: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek De studie van polymeren leidt tot inzichtelijke verbanden tussen de opbouw van macromoleculen, van welke oorsprong ook. Samen met de cursus “Chemie der Biotechnologische Bedrijven jaar 1” fungeert “Chemie der Kunststoffen” als ondersteunend vak, maar het is tevens toepassingsgericht. Algemeen De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het zelfstandig of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouw en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteed ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek De cursus “Chemie der Kunststoffen jaar 1” kan steunen op de verworven kennis uit de cursus “Anorganische Chemie” en is aanvullend bij de cursus “Organische Chemie”. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De cursisten verwerven inzicht in de opbouw, chemische eigenschappen, fysische eigenschappen en synthese van macromoleculen. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden.


5


LEERINHOUDEN


kunststoffen definiëren.

1

Inleiding

2 2.1

Basisgegevens uit de organische chemie Alkanen

2.2

Alkenen

2.3

Alkynen

2.4

Aromatische verbindingen

2.5

Functionele groepen

het belang van kunststoffen aangeven. 2

de nomenclatuur toepassen. de meervoudige binding aangeven. de eigenschappen van aromatische verbindingen bespreken. naamvorming toepassen en de eigenschappen van functies bespreken.


6


LEERINHOUDEN


de macromoleculen indelen. macromoleculen vormen volgens verschillende methodes.

3 3.1

Opbouw van macromoleculen: basisgegevens Polymerisatie

3.2

Polymerisatiegraad (DP)

3.3

Polymeerhomologen

3.4

Laagmoleculair tegenover macromoleculen

3.5

Polymoleculair

3.6

Indeling naar fysische en chemische eigenschappen

• • • • 3.7

Thermoplasten Rubbers of elastomeren Thermoharders Polymeren – polycondensaten - polyadducten Soorten monomeren

• • • • • • • 3.8

Monomeren met dubbele koolstofbinding Enkele alcoholen Epoxide Carbonzuur Anhydriden Zuurchloriden Aminen Homo-, di- en tercopolymeren

3.9

Organische en anorganische polymeren

3.10

Natuurlijke en kunstmatige polymeren

3.11

Raffinage van aardolie, de grondstof

3.12

Economisch aspect

3.13

Polymerisatiereacties

• Condensatiepolymerisatie • Polymerisatie • Additiepolymerisatie met omlegging 3.14 Industriële polymerisatieprocédés


7


LEERINHOUDEN


van veel gebruikte afkortingen de volledige naam geven.

4

Overzicht van de naamafkortingen

5

de reactiemechanismen bij de vorming van macromoleculen bespreken.

5 5.1

Synthese van polymeren Functionaliteit

5.2

Indeling der polymerisatiereacties

• • • 6

7

het principe van de vorming van macromoleculen volgens de radicaalpolymerisatie 6 bespreken. 6.1

het principe van de vorming van macromoleculen volgens de kationische polymerisatie bespreken.

Kettingreacties Stapsgewijze reacties Kettingpolymerisaties Radicaalpolymerisatie Initiatie

• • • 6.2

Peroxiden Azotype Nevenreacties Propagatie

• • • • 6.3

Transfer op polymeer Transfer op solvent Transfer op transferreagens of regulatoren Transfer op monomeer Terminatie

7 7.1

Kationische polymerisatie Initiatie

• • 7.2 • • • • 7.3

Brönstedzuur Lewiszuur Propagatie Transfer op monomeer Transfer op tegen-anion Transfer op reeds gevormde polymeerketen Transfer op solvent Terminatie


8

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Daar veel studenten in het secundair onderwijs geen of weinig chemie aangeboden krijgen, wordt de leerstof vanaf het strikte begin gegeven om zo het chemisch denken aan te brengen. De basisbegrippen voor de chemische studie der kunststoffen worden aangeleerd. De cursisten moeten de verschillende niveaus inzien: nomenclatuur – fysische eigenschappen – chemische eigenschappen – reactiviteit en reactietypes – reactiemechanismen - toepassingsgebieden. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies.

DIDACTISCHE HULPMIDDELEN De cursisten beschikken over een gedocumenteerde, aanschouwelijke cursus die de gehele leerstof bestrijkt. Hier is het bezit van een gedetailleerd periodiek systeem der elementen onmisbaar. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


EVALUATIE De evaluatie gebeurt door een schriftelijk examen over de geziene leerstof na het beëindigen van de lessenreeks.

9


BIBLIOGRAFIE • Basiscursus Kunststoffen, Paul van Hee • Kunststoffen vandaag en morgen, Beroepssecties kunststofproducenten en kunststofverwerkers, Federatie der chemische nijverheid • Plastics, Dr. A. E.Schouten, Dr. Ir.A.K.Van der Vegt, Prisma compendia • Plastics, Dr. A.E.Schouten, Dr. Ir.A.K.Van der Vegt, Delta Press • Kunststofverwerking, Ebeling, Lüpke, Schelter, Schwarz, Kluwer Technische Boeken • Kunststoff-physik im gespräch, Basf • Het keuren van kunststoffen, H. Wallhäusser, Agon Elsevier • Kunststoffen, M. Doucet, Simon Stevin Instituut

10

OSP – HOKT – afdeling Biotechnologie Chemie der biotechnologische bedrijven (leerjaar 1:1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek In dit vak wordt de studie van de biochemisch belangrijke verbindingen uitgediept en worden deze verbindingen geproduceerd. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Er is geen specifieke voorkennis vereist voor dit vak. Kennis van chemie op secundair niveau volstaat. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Het vak Chemie van de Biotechnologische Bedrijven in het eerste jaar (Gemeenschappelijk met CKT) beoogt een studie te zijn van de voornaamste biomoleculen: lipiden en sacchariden. In het eerste jaar zijn hierbij vooral het bijbrengen van de basiseigenschappen en de basisreacties van deze moleculen van belang. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


2

in eigen woorden uitleggen wat biotechnologie is en wat er de realisaties van zijn.

1 1.1

Inleiding Inleiding tot de chemie van het leven

1.2

Biomoleculen

het belang en voorkomen van deze biomoleculen in eigen woorden omschrijven.

2 2.1

LIPIDEN Voorkomen en eigenschappen

de nomenclatuur en structuur omschrijven.

2.2

Vetzuren:

de chemische eigenschappen omschrijven.

2.3

Reacties van vetten en vetzuren

de lipiden indelen.

2.4

Indeling van oliën en vetten

uitleggen op welke wijze lipiden geproduceerd worden en hoe lipiden kunnen geanalyseerd worden.

2.5

Soorten lipiden

• • • 2.6

Triacylglycerolen Terpenen en harsen Steroïden Analyse en winning

2.7

Toepassingen

toepassingen van lipiden bespreken.

configuratie en structuur


6


LEERINHOUDEN


het belang en voorkomen van deze biomoleculen in eigen woorden omschrijven.

3 3.1

SACCHARIDEN Voorkomen en eigenschappen

de nomenclatuur en structuur omschrijven.

3.2

Monosacchariden

de chemische eigenschappen omschrijven.

• • •

de sachariden indelen. uitleggen op welke wijze lipiden geproduceerd worden en hoe lipiden kunnen geanalyseerd worden. toepassingen van lipiden bespreken.

Ruimtelijke structuur Reacties Belangrijke monosacchariden

3.3

Oligosacchariden

• • 3.4

Definitie Bespreking van enkele oligosacchariden Polysacchariden

• 3.5

Reacties van oligo- en polysacchariden Toepassingen


7

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De meest gebruikte werkvorm is het hoorcollege. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•




EVALUATIE Dit vak wordt schriftelijk getoetst. Gebruik van studiematerialen is niet toegestaan. Een tussentijds examen kan plaatsgrijpen.

8


BIBLIOGRAFIE 1. Inleiding in de Bio-Organische Chemie Engbersen – De Groot

(Pudoc Wageningen)



3. Inleiding tot de Levensmiddelenchemie Ruiter (Elsevier-gezondheidszorg) 4. Biotransformations in Organic chemistry Faber

(Springer Verlag)

5. Biochemie W. Biermans

(Uitgeverij De Sikkel)

6. Biochemistry Stryer


7. Biological Chemistry Mahler en Cordes

(Harper and Row publishers)

8. Chemical Communication Agosta

(Scientifis American Library)

9. Molecular Activities of Plant Cells – an introduction to plant biochemistry Anderson – Beardall

(Blackwell Scientific Publications)

10. Biochemistry and molecular Biology Elliott – Elliott

(Oxford University Press)

9

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Pneumatische, hydraulische en elektronische sturingen (leerjaar 1: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek: Pneumatische, hydraulische en elektronische sturingen In dit vak wordt een overzicht gegeven van de ondersteunende technologieën van automatisering en het verband met de Biotechnologie en de Chemie- en Kunststoffentechnologie. Het is de bedoeling dat de cursisten een totaalbeeld verwerven van een industrieel proces, zodat zij in staat zijn een functie te bekleden in een controlecentrum van een industrieel complex van een sterk geautomatiseerde sector. Er wordt een basis gelegd wat betreft hydraulica, pneumatica en elektriciteit-elektronica aan de hand van parameters, symboliek en algoritmen, waarbij een link wordt gelegd met meer geavanceerde aspecten zoals combinatorische schakelingen. Algemeen De afgestudeerden van het OSP-HOKT opleiding Biotechnologie en Chemie- en Kunststoffentechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties worden uitgeoefend. Het werkveld van de TeHOKT-biotechnoloog en Chemie- en Kunststoftechnoloog is een zelfstandig labo of een met de productie verbonden labo en/of in een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich enerzijds in bedrijven, behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie, brouwerij, landbouw en agro, anderzijds in de chemische en kunststofverwerkende industrie. Voor het uitoefenen van zijn functie zal deze biotechnoloog / chemie- en kunststoftechnoloog een grondige kennis van enerzijds toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie, immunologie, anderzijds chemie der kunststoffen, chemische technologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie, gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKT-biotechnoloog / chemie- en kunststoftechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten.Tijdens de opleiding wordt ook aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-biotechnoloog/ chemie- en kunststoftechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische/ kunststoftechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog / Chemie- en kunststoftechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Men dient rekening te houden met het feit dat de cursisten van totaal verschillende richtingen - wat secundaire opleiding betreft - afkomstig zijn. Ook cursisten die reeds een hogere opleiding genoten volgen de cursussen. Het wiskundeniveau is gemiddeld van hoger technisch secundair onderwijsniveau. De cursisten kunnen steunen op de verworven kennis uit de cursus “Toegepaste Mechanica” zodat ze zich wel een beeld kunnen vormen van basiszaken zoals pompen, afsluiters, leidingnetwerken,... Theoretische begrippen zoals druk, vermogen, debiet, ... komen reeds uitvoerig aan bod in de cursus “Toegepaste Mechanica” en behoeven in deze cursus dan ook geen verdere uitleg. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen en chemie, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Na het volgen van dit vak hebben de cursisten een algemeen inzicht betreffende sturingen van pneumatische, hydraulische en elektrische aard. De cursisten leren onderdelen zoals bijvoorbeeld cilinders kennen en berekenen. Een hoofdstuk over PLC-technieken moet ervoor zorgen dat de cursisten begrijpen wat een PLC is, wat er kan mee bewerkstelligd worden en hoe PLCs in een proces wordt ingepast. Deze inzichten worden daar waar mogelijk verbonden met praktische zaken uit een industriële omgeving. De besproken pneumatische, hydraulische en elektrische technieken worden ingebed in een ruimere context, zodat de cursisten de opgedane kennis kunnen toepassen en integreren in hun (toekomstige) werkomgeving. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds tewerkgesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5

LEERINHOUDEN LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN


symbolen herkennen, verklaren en bespreken die vaak voorkomen in dergelijke installaties. in beperkte mate schema’s begrijpen, interpreteren en bedieningswijzen afleiden. chronologische aspecten afleiden in eenvoudige toepassingen. een schema logische opbouwen.

Inzien en bespreken wat de voordelen en nadelen van dergelijke installaties zijn en berekeningen maken om de grootte van bepaalde olieparameters te bepalen.

1

Pneumatica en hydraulica

1.1

Symbolen voor hydraulische en pneumatische installaties

•

Onderwerp en toepassingsgebied

•

Algemeen – basissymbolen en functiesymbolen

•

Omzetting van energie

•

Stuurapparaten en regelapparaten

•

Energietransport en conditionering

•

Bedieningsmechanismen

•

Hulpapparaten

•

Gecombineerde apparaten: enkele voorbeelden

1.2

Enkele technische algemeenheden bij hydraulische installaties

•

Werkingsprincipe van een hydraulische aandrijving

•

Voordelen en nadelen van een hydraulische aandrijving

•

Hydraulische olieparameters

•

Technische gegevens en symboliek


6


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen optredende krachten en benodigde vermogens berekenen

1.3

Berekenen van installaties

verband leggen tussen de te verrichten actie en de pomp.

•

Verband tussen vermogen en kracht

een leidingdiameter berekenen in functie van debiet en vice versa.

•

Soorten krachten

Reynoldsgetal berekenen en plaatsen binnen een praktische context.

•

Leidingen

kleppen berekenen.

•

Reynoldsgetal

•

Kleppen

•

Oefeningen

verschillende wiskundige voorstellingswijzen vormen die het verband leggen tussen ingangen (vb. kleppen) en uitgangen (vb.cylinders).

1.4

• verbanden leggen tussen de wiskundige logica en de technische aspecten • van installaties.

2

Combinatorische schakelingen Logische elementen Wat zijn combinatorische schakelingen?

in eenvoudige bewoordingen omschrijven wat een PLC is.

•

Regels van de schakelalgebra

de erin voorkomende onderdelen opsommen.

•

Karnaughdiagram

•

Waarheidstabel

verband leggen tussen de mogelijkheden van een PLC en de praktische noden van een geautomatiseerde of te automatiseren elektropneumatische of elektrohydraulische installatie.

2.

PLC-sturingen

2.1

Schematische voorstelling

stromen, spanningen en vermogens berekenen.

2.2

Bespreking van enkele PLC-componenten

2.3

Korte bespreking van enkele programmeermethodes


7


LEERINHOUDEN


de meest voorkomende elementen in elektrische schema’s herkennen, benoemen en bespreken.

3.

ELEKTRICITEIT

3.1

Spanningsbronnen en stroombronnen

3.2

Ohmse weerstanden

3.3

Condensatoren

3.4

Spoelen

3.5

Serieschakeling

3.6

Parallelschakeling

3.7

Vermogen

3.8

Elektrische energie

3.9

Oefeningen

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Het is aangewezen dat tweerichtingscommunicatie tussen cursisten en leraar veelvuldig aan de orde is. Beiden moeten immers dezelfde taal spreken en aan elkaar tegemoet kunnen komen. De voorkennis van de cursisten is namelijk geen gestandaardiseerd gegeven. Zodoende moet aangevoeld worden welke onderwerpen een opfrissende inleiding nodig hebben en welke niet. Meerdere onderwerpen die besproken worden, zijn moeilijk naar voren te brengen zonder gebruik te maken van een retroprojector. Denk hierbij bijvoorbeeld aan schema's van netwerken. Het lestempo moet worden aangepast aan de voorkennis van de cursisten over het betreffende onderwerp. De cursisten krijgen meer voeling met de praktische aspecten van de naar voren gebrachte leerstof. Dit gebeurt met behulp van proefstanden, zoals bijvoorbeeld een PLC-gestuurde elektro-hydraulische installatie, kennismaking met het elektropneumatisch labo.

DIDACTISCHE HULPMIDDELEN Er wordt gebruikgemaakt van de Belgische / Europese normen met betrekking tot pneumatica en hydraulica. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken. Bezoeken en demonstraties in de daartoe specifiek uitgeruste laboratoria werken verhelderend.

EVALUATIE De evaluatie geschiedt aan de hand van een schriftelijk of mondeling examen. De puntenverdeling tussen theoretische vragen en oefeningen is evenwichtig.

BIBLIOGRAFIE BEGINSELEN UIT DE CHEMISCHE TECHNOLOGIE / DEEL 2/ TRANSPORT- EN MEETSYSTEMEN Door G. de Loore, A. Pyra en S. Vandersypen Uitgeverij Acco in Leuven MECHANICA DER FLUÎDA DOOR ROGER VAN MELLE, UITGEVERIJ INDUS BOEKDEEL

1: gassen 2: vloeistoffen

TECHNISCHE THERMODYNAMICA DOOR ROGER VAN MELLE, UITGEVERIJ INDUS BOEKDEEL

1: ideale gassen 2: reële gassen 3: formularium

FORMULARIUM VOOR WISKUNDE, FYSIKA EN CHEMIE DOOR PERGOOT UITGEVERIJ DE GARVE IN BRUGGE PHYSICS FOR Scientists and Engineers with Modern Physics, 5th Ed. Serway – Beichner SAUNDERS COLLEGE PUBLISHING ISBN 0-03-022657-0 http://www.hartcollege.com Inleiding tot de Automatisering Drost – Ouwehand HB Uitgevers, ISBN 90 5574 226 0 Lectuur met betrekking tot digitale technieken en plc, bij voorkeur van secundair niveau (om hun doel voorbijschietende wiskundige uiteenzettingen te vermijden

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Organische chemie (leerjaar 2: 2 lestijden/week)

INHOUD visie...........................................................................................................................................................2 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .........................................................................................................................9 pedagogisch-didactische wenken ............................................................................................................9 didactische hulpmiddelen .........................................................................................................................9 evaluatie .................................................................................................................................................10 bibliografie ..............................................................................................................................................11

1


2

VISIE Specifiek In dit vak verwerven de cursisten inzichtelijke kennis in de relaties die bestaan tussen de verschillende functionele groepen. Zij krijgen een inleiding tot de studie van synthesestrategieën. Inzicht verwerven in het belang van de stereochemie voor de synthese van organische verbindingen is zeer belangrijk. De methoden in verband met de katalyse van organische verbindingen worden bestudeerd. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouw en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek In het tweede deel kan volop gesteund worden op de kennis en vaardigheden verworven in deel 1 voor de vakken “Organische Chemie”, “Organische Chemie - Oefeningen”, “Anorganische Chemie” en “Anorganische Chemie - Oefeningen”. De vakken “Chemie der Kunststoffen” en “Chemie der Biotechnologische Bedrijven” hebben een aanvullende en illustrerende waarde. Organische Chemie jaar 1 & Organische Chemie – Oefeningen jaar 1 moet doorlopen zijn. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek In het tweede deel van de cursus wordt de nadruk gelegd op de binding en de voorkomende dipolen. Dit geeft de mogelijkheid de onderlinge polariteitverschillen van de moleculen scherper in het licht te stellen. Aan de hand hiervan wordt een indeling gemaakt in functionele groepen. Hierop is dan de nomenclatuur gebaseerd. Deze functionele groepen worden verder vergeleken op basis van hun chemische en fysische eigenschappen. Verder wordt nagegaan hoe de verschillende functies kunnen gesynthetiseerd worden. Bij reactiviteit en synthese worden de verschillende organische reacties bestudeerd a.d.h.v. reactietype en -mechanisme. Speciale aandacht wordt besteed aan de stereochemie. Tevens worden de industriële productiemethoden voor organische verbindingen belicht. Tijdens de cursus wordt ook de nodige aandacht besteed aan de ontwikkeling van een zgn. “Groene Chemie” en de duurzame ontwikkeling. Cursisten krijgen een individuele opdracht in verband met een bepaalde organische verbinding. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten, literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.

OSP – HOKT – afdeling Organische chemie (leerjaar 2: 2 lestijden/week)

5


LEERINHOUDEN


2

a.d.h.v. de structuur de reactiviteit verklaren van enerzijds aldehyden/ketonen en anderzijds carbonzuren en derivaten.

1 1.1

Functies met O – Carbonylverbindingen Structuur van de carbonylfunctie

1.2

Reactiviteit

1.3

Beïnvloedende factoren

de systematiek van de naamgeving verklaren.

2

de typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen verklaren.

2.1

Functies met O – Carbonylverbindingen – Alkanalen en Alkanonen Nomenclatuur


2.2

Structuur

2.3



2.4

Zuurbase karakter

de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillende reactietypes.

2.5



2.6

Synthese

2.7

Bespreking specifieke derivaten – Sachariden

verband leggen met Chemie der Biotechnologische Bedrijven/sachariden.

2.8

L- en D-nomenclatuur

2.9

Voorstelling in Fisherprojectie

meest belangrijke sachariden in de verschillende voorstellingswijzen weergeven.

2.10

Voorstelling onder Haworth-vorm


6


LEERINHOUDEN


overzicht geven van de structuur van carbonzuren en derivaten; m.n. carbonzuren, acylhalogenen, esters, zuuranhydriden, zuuramiden, nitrillen (cyaniden).

3 3.1

Functies met O – Carbonylverbindingen – Carbonzuren en derivaten Nomenclatuur


3.2

Structuur


3.3


aggregatietoestand, kookpuntsvergelijking, oplosbaarheid, … verklaren en de verschillende vertegenwoordigers vergelijken.

3.4

Zuurbase karakter

3.5


3.6

Synthese


4


4.1

Functies met N – Aminen – Nitroverbindingen – Nitrosoverbindingen – Azoverbindingen Nomenclatuur


4.2

Structuur

4.3



4.4

Zuurbase karakter

de reactiviteit van deze functies en de verschillende reactietypes verklaren.

4.5


4.6

Synthese

zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillende reactietypes. synthesemethoden algemeen en m.b.v. reactiemechanismen weergeven. 4



7


LEERINHOUDEN


de systematiek van de naamgeving verklaren. de typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen verklaren. aggregatietoestand, kookpuntsvergelijking, oplosbaarheid, … verklaren en de verschillende vertegenwoordigers vergelijken. zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillende reactietypes.

5 5.1

HalogeenKWS Nomenclatuur

5.2

Structuur

5.3


5.4

Zuurbase karakter

5.5


5.6

Synthese

synthesemethoden algemeen en m.b.v. reactiemechanismen weergeven. 6

overzicht geven van de verschillende cyclische verbindingen.

6

Cyclische verbindingen - Overzicht

7


7


7.1

Cyclische verbindingen – Aromatische verbindingen – Benzeen en derivaten Nomenclatuur


7.2

Structuur

7.3



7.4

Zuurbase karakter


7.5

Chemische eigenschappen van benzeen en monogesubstitueerde en digesubstitueerde benzeenderivaten

7.6

Synthese



8


LEERINHOUDEN



8


8.1

Cyclische verbindingen – Aromatische verbindingen – Heterocyclische verbindingen Nomenclatuur


8.2

Structuur

8.3



8.4

Zuurbase karakter


8.5


8.6

Synthese

onderscheid maken tussen axiale en equatoriale posities.

9 9.1

Stereochemie Conformeren

aantonen wat een stereocenter is.

9.2

Cyclohexaanderivaten

onderscheid maken tussen de verschillende vormen van stereochemie.

9.3

Chiraliteit

9.4

Stereoïsomerie

aantonen dat deze voorbeelden stereocenters bevatten.

9.5

Diastereo-isomeren

9.6

Enantiomeren

9.7

Toepassing op sachariden, AZn, Proteïnen, NZn

synthesemethoden algemeen en m.b.v. reactiemechanismen weergeven. 9

definiëren wat conformeren zijn.

10

de verschillende synthesestrategieën en productiestrategieën met elkaar vergelijken.

10

Polymeerchemie

11

onderscheid maken tussen homogene en heterogene katalyse en voordelen en nadelen bespreken.

11

Studie van de katalyse toegepast in de organische chemie

belang van enzymatische stappen in een synthese benadrukken.


9

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. De cursisten moeten de verschillende niveaus inzien: nomenclatuur – fysische eigenschappen – chemische eigenschappen – reactiviteit en reactietypes – reactiemechanismen. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdracht moet de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. Ze leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


DIDACTISCHE HULPMIDDELEN De noodzakelijke didactische hulpmiddelen omvatten een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


10

EVALUATIE Het schriftelijk examen bestaat uit verschillende delen, met tijddruk: nomenclatuur; fysische en chemische eigenschappen – reactiviteit; openboek in verband met synthese.




2. Organische Chemie H. E. Hilderson ( Wetenschappelijke uitgeverij en Boekhandel scientia Story) 3. Contempory Organic chemistry Ternay











(Springer Verlag)


(Pudoc Wageningen)




ISBN 0-13-841925-6

11

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Organische chemie – Oefeningen (leerjaar 2: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek Cursisten kunnen een syntheseprocedure en een analyseprocedure zelfstandig doorlopen en koppelen aan resultaatberekeningen en rapportering. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouw en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek In het tweede jaar kan volop gesteund worden op de kennis en vaardigheden verworven in jaar 1 voor de vakken “Organische chemie”, “Organische Chemie - Oefeningen”, “ Anorganische Chemie”, “Analytische Chemie” en “Analytische Chemie - Oefeningen”. De vakken “Chemie der Kunststoffen” en “Chemie der Biotechnologische Bedrijven” hebben een aanvullende en illustrerende waarde. Organische Chemie jaar 1, Organische Chemie – Oefeningen jaar 1, Anorganische Chemie en Anorganische Chemie - Oefeningen moeten doorlopen zijn. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen of chemie, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek “Oefeningen” en “Theorie” Organische Chemie hebben een complementair karakter. In de Oefeningen Organische Chemie worden de theoretische aspecten verwerkt en gekoppeld aan praktische vaardigheden. In het kader van de Oefeningen Organische Chemie dienen de cursisten zich volgende attitudes eigen te maken: •

het veilig manipuleren van glaswerk en reagentia;

•

logische opbouw van proefopstellingen;

•

manipulaties uitvoeren conform de veiligheidsvoorschriften en brandpreventievoorschriften, om ongevallen te voorkomen;

•

routinematig bedienen van meetapparatuur;

•

het laboratoriumwerk zodanig organiseren dat er op een efficiënte wijze gewerkt kan worden;

•

nauwkeurigheid, netheid, orde, verantwoordelijkheidsgevoel, voorzichtigheid;

•

solidariteit om goed groepswerk mogelijk te maken;

•

systematisch te werk gaan bij het oplossen van praktische problemen;

•

rapportering van syntheseresultaten en analyseresultaten;

•

voorbereiden van practica.

Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten en testresultaten, literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


2

deze theoretische achtergrond toepassen in synthesen, analysen en extracties.

bovenvermelde technieken toepassen uit een keuze van practica.

1 1.1

Theoretische principes Algemene werkwijze in het laboratorium

1.2

Veiligheidsmaatregelen

1.3

Drogen van producten en glaswerk

1.4

Destillatie/Rectificatie

1.5

Gasabsorptietrappen

1.6

Refluxen

1.7

(Om)kristallisatie

1.8

Extractie

1.9

Zuiverheid van producten bepalen: o.a. smeltpuntbepaling, …

2

Praktische oefeningen

3 3.1

Identificatie van aldehyden en ketonen met 2,4-dinitrofenylhydrazine

3.2

met semicarbazide

de bekomen resultaten weergeven in een overzichtelijk en goed gestructureerd verslag. 3

kwalitatieve tests uitvoeren.

4

kwalitatieve tests en zuivering uitvoeren en de nodige berekeningen maken.

4

Identificeren en zuiveren van alcoholen

5

zuivering uitvoeren en de nodige berekeningen maken .

5

Omkristallisatie van zuren

6

scheidingstechnieken uitvoeren en de nodige berekeningen maken.

6

Scheiden van 3 en 4 componentsystemen

7

synthesereacties uitvoeren en de nodige berekeningen maken.

7

Synthese van 1-fenyl-azo-2-naftol

8


8

Sulfoneren


6


LEERINHOUDEN



9

Cannizaroreactie op Benzaldehyde

10


10

Bereiden van sulfanilamide

11


11

Aromatische en Alifatische estervorming

12


12

Bereiden van p-aminobenzeensulfonzuur

13

synthesereacties uitvoeren en de nodige berekeningen maken .

13

Benzoylchloride

14


14

15


15

Bereiding van 2-aminodifenylamine en 4nitrofenylamine Bereiding van Aspirine

16


16

Bereiding van Cyclohexeen

17


17

Bereiding van Ethylbenzeen uit acetofenon en benzeen

18


18

Synthese van nylon

19


19

Chemoluminescentie

20


20

Bereiding van Picrinezuur

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Organische Chemie - Oefeningen (leerjaar 2: 1 lestijden/week)

7

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Cursisten dienen zich een aantal praktische attitudes eigen te maken en deze dienen gekoppeld te worden aan resultaatberekening. Cursisten dienen erin te slagen om uitgaande van een proefrecept het practicum voor te bereiden, uit te voeren en de resultaatberekening uit te voeren. D.m.v. rapportering kunnen cursisten de uitgevoerde praktische oefeningen weergeven en van de nodige commentaar voorzien. DIDACTISCHE HULPMIDDELEN Voor “Organische Chemie - Oefeningen” is een uitgerust laboratorium nodig zodat zowel synthesereacties, analysereacties als extracties uitgevoerd kunnen worden. De nodige meetapparatuur dient aanwezig te zijn.


EVALUATIE De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. verslagen, evaluatie tijdens de practica en opdrachten. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: Hoofding (school, afdeling, naam, datum) Titel oefening + doelstelling Reactievergelijking Praktische handelingen Waarnemingen Berekeningen (in chronologische volgorde) Besluit (resultaat) Algemene opmaak Permanente evaluatie van hoe de cursist in het labo werkt volgens volgende criteria: Labo-jas bij zich hebben Veiligheidsbril dragen Vod, notitieboekje, spatel bijhebben Netjes houden van de labo-tafel Reinigen van het gebruikte glaswerk en materiaal Algemene houding Kunnen antwoorden op vragen in verband met het practicum

8


BIBLIOGRAFIE 1. Practical Organic Chemistry Vogel

(Longman)

2. Inleiding tot een verklarende Organische Chemie K. Bruggemans – Y. Herzog


3. Organische Chemie H. E. Hilderson (Wetenschappelijke uitgeverij en Boekhandel Scientia Story) 4. Contemporary Organic chemistry Ternay







(W. H. Freeman and Company)




(Springer Verlag)


(Pudoc Wageningen)




ISBN 0-13-841925-6

9

OSP – HOKT – afdeling Biotechnologie Analytische Chemie (leerjaar 2: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek De cursist leert welke de voornaamste technieken en methodes zijn die ter beschikking staan om de hoeveelheid van een bestanddeel in een monster te bepalen. Via de fundamentele reacties en reactievergelijkingen (volumetrie) en de fysische principes (instrumentele analyse) verwerft de cursist de noodzakelijke kennis om een meetwaarde om te zetten tot een precies en betrouwbaar analyseresultaat. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Analytische Chemie jaar 1 en Algemene Chemie jaar 1 moeten doorlopen zijn. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Tijdens het tweede jaar wordt voortgebouwd op de kennis uit het eerste jaar, vnl. de chemie van de "natte weg". In het tweede jaar wordt het zwaartepunt verlegd naar de zgn. "droge chemie" of de spectroscopische analysemethoden. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


schematisch het verloop van een elektrolyse weergeven.

1 1.1

Elektrochemie Elektrolyse en elektrolytische gravimetrie

1.2

Coulometrische analyse

1.3

Amperometrische titratie

1.4

Polarografie

1.5

Potentiometrie en potentiometrische titratie

1.6

PH-metingen

1.7

Ionselectieve elektroden

1.8

Conductometrie


2 2.1

Fotometrische analysemethoden Inleiding (spectra, lichtbreking, interferentie)

de principes bespreken.

2.2

Colorimetrie


2.3

Spectrofotometrie: absorptie, wetten van Lambert-Beer, spectrofotometer, VIS- en UV-spectrofotometrische bepalingen; IR-spectrofotometrie

2.4

Fluorimetrie; turbidimetrie en nefelometrie; spectrofotometrische titratie

de principes van de verschillende elektrochemische analysemethoden bespreken. oefeningen en problemen oplossen.

2

de principes van de fotometrie bespreken.

de principes bespreken. oefeningen en problemen oplossen.

2.5 Vlamfotometrie Spectrochemische analyse Atomaire absorptie AAS 3

de principes bespreken.

3

X-straatfluorescentie, massaspectrometrie (U)


6

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Structuuropheldering en concentratiebepaling van verbindingen m.b.v. spectrofotometrische methoden: de theorie wordt maximaal gekoppeld aan de practica. Voornamelijk de praktische aspecten worden belicht. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•




EVALUATIE Er wordt een schriftelijk examen en een tussentijds examen afgenomen.

7


8

BIBLIOGRAFIE •

Daniel C. Harris , Quantitative Chemical Analysis W. H. Freeman and Company New York

•


•


•


•


OSP – HOKT – afdeling Biotechnologie Oefeningen Analytische Chemie (leerjaar 2: 1 lestijd/week)

INHOUD inhoud .......................................................................................................................................................1 visie...........................................................................................................................................................2 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .........................................................................................................................6 pedagogisch-didactische wenken ............................................................................................................6 didactische hulpmiddelen .........................................................................................................................6 evaluatie ...................................................................................................................................................7 bibliografie ................................................................................................................................................8

1


2

VISIE Specifiek De cursist leert de fundamentele principes van de analytische technieken zowel de klassieke volumetrische als de instrumentele methodes. Als toepassing daarop wordt via een aantal oefeningen praktische ervaring opgedaan in de volumetrie en de instrumentele analyse en hoe men via meting en berekeningen komt tot de kwantitatieve resultaten. Bij het uitwerken van de resultaten worden enkele concepten van kwaliteitscontrole op de analyseresultaten uitgevoerd. Op de gevaren van chemische producten wordt de aandacht gevestigd via het opstellen van het veiligheidsrapport van de gebruikte chemische producten.

Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Dit vak bouwt voort op de kennis verworven in Anorganische Chemie (Theorie en Oefeningen) en Analytische Chemie jaar 1. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De cursisten kunnen praktische problemen op een wetenschappelijke en technische manier benaderen. Deze attitude omvat zelfstandig werken, logisch en kritisch denken, methodisch te werk gaan, organisatorisch efficiënt zijn, problemen ontleden en oplossen, overzichtelijk werken, efficiënte rapportering en een synthese maken. Aan de rapportering van de resultaten wordt veel belang gehecht: opbouw, inhoud, verwerking, reactievergelijkingen, berekeningen, grafieken, resultaten. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


voorbereidingen, analysen en berekeningen uitvoeren.

1

Zuurbase titratie

2


2

Complexometrie

3


3

Redoxtitratie

4


4

Potentiometrische analyse: redox- en zuurbase analyse

5


5

Conductometrie

6


6

UV/VIS-spectrofotometrie

7


7

IR-spectrofotometrie

8


8

Automatische titrator

9


9

Facultatief: vlamfotometrie; AAS


6

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Cursisten dienen zich een aantal praktische attitudes eigen te maken en deze dienen gekoppeld te worden aan resultaatberekening. Cursisten dienen erin te slagen om uitgaande van een proefrecept het practicum voor te bereiden, uit te voeren en de resultaatberekening uit te voeren. D.m.v. rapportering kunnen cursisten de uitgevoerde praktische oefeningen weergeven en van de nodige commentaar voorzien. DIDACTISCHE HULPMIDDELEN Voor “Analytische Chemie - Oefeningen” is een uitgerust laboratorium nodig zodat zowel synthesereacties, analysereacties als extracties uitgevoerd kunnen worden. De nodige meetapparatuur dient aanwezig te zijn.


EVALUATIE De voorbereiding, het werk in het labo en de rapportering worden geëvalueerd. De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. verslagen, evaluatie tijdens de practica en opdrachten. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: Hoofding (school, afdeling, naam, datum) Titel oefening + doelstelling Reactievergelijking Praktische handelingen Waarnemingen Berekeningen (in chronologische volgorde) Besluit (resultaat) Algemene opmaak Permanente evaluatie van hoe de cursist in het labo werkt volgens volgende criteria: Labo-jas bij zich hebben Veiligheidsbril dragen Vod, notitieboekje, spatel bijhebben Netjes houden van de labo-tafel Reinigen van het gebruikte glaswerk en materiaal Algemene houding Kunnen antwoorden op vragen in verband met het practicum

7


8

BIBLIOGRAFIE •

Daniel C. Harris , Quantitative Chemical Analysis W. H. Freeman and Company New York

•


•


•


•


OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Chemie der Biotechnologische Bedrijven (leerjaar 2: 2 lestijden/week)


1


2

VISIE Specifiek Uitgediepte studie van de biochemisch belangrijke verbindingen en productie van deze verbindingen is vereist. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie- en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Het vak “Chemie der Biotechnologische Bedrijven jaar 2” bouwt voort op de kennis en vaardigheden verworven in het eerste jaar. In het eerste jaar (Chemie der Biotechnologische Bedrijven) werden sachariden en lipiden onder de loep genomen. De organische chemie, analytische chemie en fysicochemie worden nauw betrokken. “Chemie der Biotechnologische Bedrijven jaar 1” moet doorlopen zijn, evenals “Organische Chemie jaar 1”, “Analytische Chemie jaar 1” en “Anorganische Chemie”. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Steunende op de kennis uit “Chemie der Biotechnologische Bedrijven jaar 1”, “Organische Chemie jaar 1” en “Analytische Chemie jaar 1” worden proteïnen en nucleïnezuren als biomoleculen bestudeerd. Hierbij wordt aandacht besteed aan voorkomen, structuur, chemische eigenschappen, fysische eigenschappen, scheidingsmethoden, kwalitatieve en kwantitatieve bepalingen. Daarnaast wordt ook een overzicht (inleiding) gegeven van het intermediair metabolisme. Hierbij is de leidraad vnl. het sacharidenmetabolisme. Metabolische en energieleverende processen worden bestudeerd. Uitgaande van de basisbegrippen van het celmetabolisme worden verschillende productieprocessen besproken uit verschillende gebieden van de biotechnologie. Hierbij wordt aandacht besteed aan de stappen die vereist zijn om een bepaald product in een bepaalde zuiverheidgraad te verkrijgen. Aandacht wordt besteed aan de productie van voedingsmiddelen en chemotherapeutica. Cursisten kiezen een individuele opdracht die verband houdt met een toepassing op proteïnen, nucleïnezuren en metabolisme. Tevens dient een individuele opdracht ingeleverd te worden in verband met een voedingsmiddel en/of chemotherapeuticum. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


weergeven welke elementen voorkomen in proteïnen. stereochemie van AZn kunnen bespreken.

1 1.1

Proteïnen - Aminozuren Elementen

aantonen dat er meer dan 20 AZn voorkomen in de natuur.

1.2

Structuur van de α-L-Azn

een schematische indeling geven a.d.h.v. voorbeelden.

1.3

Voorkomen AZn in de natuur en in proteïnen

onderscheid maken.

1.4

Indeling

fysische eigenschappen bespreken.

1.5

Essentiële AZn ↔ AZ-samenstelling van plantenproteïnen

asymmetrie van AZn kunnen aantonen.

1.6


bespreking zuurbase karakter a.d.h.v. pKz.

1.7

Chiraal centrum en optische activiteit

deze reacties bespreken.

1.8

IEP

1.9

Ionisatie

1.10

Chemische eigenschappen - oxidatie en reductie van cysteïne, kleurreacties

3.1

AZn, peptiden, polypeptiden en proteïnen Scheidingsmethoden Kwantitatieve analyse van de primaire structuur van proteïnen AZ-samenstelling

3.2

N- en C-terminaal AZ

3.3

AZ-volgorde

4 4.1

Peptiden Peptidenbinding - structuur, cistrans structuur rond dubbele binding, vrije draaibaarheid α-C-atoom

4.2

Oligopeptiden

4.3

Polypeptiden

2

praktische toepassingen bespreken.

2

3

verschillende methoden bespreken.

3

4

implicaties van deze structuur weergeven. een bespreking houden.


6


LEERINHOUDEN


verschillende niveaus van structuur weergeven en bespreken.

5 5.1

Proteïnen Structuur - primaire, secundaire, tertiaire, quaternaire en quinaire structuur

5.2

Biologische betekenis van de primaire structuur

5.3

Belang subeenhedenstructuur

5.4

Evolutie van de proteïnen

5.5

Denaturatie en renaturatie van proteïnen

5.6

Quantitatieve bepalingen - UV, Kjeldahl, biureetreactie, Folin-Lowry

6 6.1

Nucleïnezuren – Nucleotiden Structuur - N-base, monosachariden

6.2

Belang

genetische en metabole functie aantonen.

7 7.1

Nucleïnezuren – Voorkomen van DNA Structuur - primaire en secundaire structuur

erfelijke veranderingen bespreken.

7.2

Functie

bespreken waar DNA voorkomt.

7.3

Mutatie - gevolgen van mutaties

aantonen hoe DNA zich repliceert.

7.4

Voorkomen - lineair, circulair, supercoiled

7.5

Duplicatie

8 8.1

Nucleïnezuren – Voorkomen van RNA Structuur

8.2

Voorkomen en functie - mRNA, rRNA, tRNA, gRNA, snRNA

a.d.h.v. voorbeelden gevolgen aantonen van mutaties. belang aantonen. verschillende methoden aangeven. deze methoden bespreken.

6

opbouw weergeven. belang als biomoleculen aantonen.

7

8

a.d.h.v. een model het dubbelstrengig karakter aantonen.

een bespreking maken. weergeven waar en waarom RNA voorkomt.

9

verschillende methoden bespreken.

9

Detectie en isolatie van NZn

10

belang aantonen en de gevolgen.

10

Denaturatie en renaturatie


7


LEERINHOUDEN


12

13

onderscheid maken en aantonen. bespreken onder welke vorm energie wordt opgeslagen in een cel.

11 11.1

Overzicht van het metabolisme Assimilatie en dissimilatie

belang van ATP-omzettingen bespreken.

11.2

Anabolisme en katabolisme

schematisch overzicht weergeven en bespreken.

11.3

Katabolisme en fosfaatbindingsenergie

verschillende afbraakreacties weergeven en het waarom bespreken.

11.4

ATP-cyclus

belang aantonen.

11.5

Indeling in 4 fasen

E-rendement bespreken.

11.6

Fase 1- Afbraak macromoleculen tot hun bouwstenen

het belang bespreken.

11.7

Fase 2 - Afbraak polysachariden

noodzaak van deze cycli aantonen.

11.8

Hexokinasereactie

verloop weergeven en bespreken.

11.9

Glycolyse

energierendement berekenen.

11.10

Fase 2 - Oxidatie van VZn

11.11

Oxidatieve degradatie van AZn

11.12

Fase 3 - Krebs- of citroenzuurcyclus

11.13

Hexosemonofosfaatshunt

11.14

Glyoxylaatcyclus

11.15

Fase 4 - Elektronentransport en oxidatieve fosforylatie

11.16

Energiebalans katabolisme glucose en VZn

11.17

Aëroob vs. anaëroob metabolisme

11.18

Ureumcyclus

12 12.1

Biosynthese of anabolisme en aanwending van de fosfaatbindingsenergie Biosynthese van sachariden – gluconeogenese

12.2

Biosynthese van lipiden

12.3

Biosynthese van AZn

13

Fotosynthese

aantonen hoe de energie uit het katabolisme aangewend wordt om nieuwe verbindingen te synthetiseren.

het mechanisme bespreken.


8


LEERINHOUDEN


de verschillende transportsystemen vergelijken.

14

Actief transport doorheen membranen

15

de formules, fysische en chemische eigenschappen van de sachariden bespreken.

15 15.1

Sachariden Structuur en eigenschappen

de verschillende productieprocédés schematisch bespreken.

15.2

Bereiding en toepassing van glucose en glucosestropen

onderdelen van het proces in detail bespreken.

15.3

Zetmeelproductie en -conversie

verklaren waarom mengstropen worden aangewend.

15.4

Bereiding sacharose

een overzicht geven van verschillende suikers die op de markt te verkrijgen zijn.

15.5

Mengstropen

15.6

HF(C)S

15.7

Mengstropen

15.8

Soorten suiker

15.9

Zoetkracht en Alternatieve Zoetstoffen

15.10

Hoe werkt de menselijke smaak?

de formules, fysische en chemische eigenschappen van de lipiden bespreken.

16 16.1

Lipiden Structuur en eigenschappen

de verschillende productieprocédés schematisch bespreken.

16.2

Winning en verwerking van vetten en oliën

de onderdelen van het proces in detail bespreken.

16.3

Margarinebereiding

problemen in verband met bederf bespreken.

16.4

Boterproductie

belang bespreken.

16.5

Bederf van voedingsvetten

16.6

Modificatie van triacylglycerolen m.b.v. enzymen

uitleggen waarom er ook andere zoetstoffen aangewend worden. weergeven hoe de menselijke smaak werkt.

16

17

de formules, fysische en chemische eigenschappen van de proteïnen 17 bespreken. 17.1 de verschillende productieprocédés schematisch bespreken. 17.2 de onderdelen van het proces in detail bespreken. a.d.h.v. voorbeeld(en) het belang aantonen.

Proteïnen Eiwitten in de biotechnologie - plantaardige bronnen - MO als bron Industriële productie AZn

17.3

(bulk)Enzymen

17.4

Toepassingen van de enzymen in de voedingssector


9


LEERINHOUDEN


indeling geven, bespreken en voorbeelden geven.

18 18.1

Vitaminen Structuur en eigenschappen

18.2

Industriële productie: extractie, biotechnologische en chemisch-organische synthese

aangeven aan welke eisen antibiotica dienen te voldoen.

19 19.1

Antibiotica en Chemotherapeutica Definitie

productieprocédés bespreken.

19.2

Indeling en werking

probleem van resistentie behandelen.

19.3

Eisen

19.4

Productie

19.5

Resistentieverschijnselen

20 20.1

Novel foods – Functional Foods Definitie en Toepassingen

onderscheid geven tussen verschillende procédés.

19

20

indeling geven, bespreken en voorbeelden geven.

een idee geven van de nieuwe ontwikkelingen in de voedingsindustrie.


10



•


•




EVALUATIE De cursisten worden geëvalueerd op basis van de ingeleverde rapporten. Er wordt een schriftelijk examen met keuzemogelijkheden in de vragen afgenomen. Het bevat een open boek gedeelte in verband met een tekst / artikel / rapport.

11


BIBLIOGRAFIE 1. Inleiding in de Bio-Organische Chemie Engbersen – De Groot

(Pudoc Wageningen)



3. Inleiding tot de Levensmiddelenchemie Ruiter (Elsevier-gezondheidszorg) 4. Biotransformations in Organic chemistry Faber

(Springer Verlag)

5. Biochemie W. Biermans

(Uitgeverij De Sikkel)

6. Biochemistry Stryer


7. Biological Chemistry Mahler en Cordes

(Harper and Row publishers)

8. Chemical Communication Agosta

(Scientifis American Library)

9. Molecular Activities of Plant Cells – an introduction to plant biochemistry Anderson – Beardall


10. Biochemistry and molecular Biology Elliott – Elliott


12

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Algemene microbiologie (leerjaar 2: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek De levende cel wordt algemeen voorgesteld zodat ze doeltreffend benut kan worden. De cursisten verwerven de nodige microbiologische basiskennis en inzicht voor microbiële procesbeheersing en kwaliteitscontrole. Drie groepen micro-organismen worden behandeld: prokaryoten (bacteriën), eukaryoten (fungi en protista) en virussen. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE SPECIFIEK De microbiologie is een interdisciplinaire wetenschap. Er wordt uitgegaan van basiskennis van biologie, chemie en biochemie. De cursisten dienen reeds de vakken algemene chemie, organische chemie deel 1 en chemie van de Biotechnologische bedrijven 1 te hebben afgelegd. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De micro-organismen worden bestudeerd. De cursisten verwerven een basiskennis in verband met groeiomstandigheden, cultiveerbaarheid, metabolische eigenschappen en genetische eigenschappen van micro-organismen. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


het ontstaan van de microbiologie situeren.

1

Inleiding tot de microbiologie

2 2.1

Taxonomie Indeling van de levende wezens

2.2

Vroegere indeling

2.3

Indeling in 8 rijken

aangeven waarop men zich baseert om bacteriën in te delen in groepen.

3 3.1

Bacteriën Indeling in groepen

de structuren van een bacterie beschrijven met hun functie.

3.2

Afmetingen en vormen

de begrippen psyctrotroof, psychrofiel, mesofiel, thermofiel, hyperthermofiel verklaren.

3.3

Structuur ven een bacterie

3.4

Geslachtelijke voortplanting

4 4.1

Voeding Essentiële elementen

4.2

Micronutriënten

een definitie van microbiologie geven. 2

de levende organismen indelen. aangeven waarop men zich baseert om de levende wezens in te deken in rijken.

3

de bacteriën indelen volgens zuurstofvereisten. de groei van een bacteriecultuur grafisch voorstellen en verklaren. de betekenis van de geslachtelijke voortplanting bij bacteriën uitleggen. 4

de samenstelling van voedingsmedium verklaren. de micro-organismen indelen naar voeding. de termen autotroof, heterotroof, lithotroof, chemotroof, auxotroof verklaren. verschillende manieren waarop de cel voedingsstoffen opneemt, bondig beschrijven.

4.3 Indeling van micro-organismen naar voeding Energie Waterstof / elektronen Koolstofbron In de bodem 4.4 Opname van voedingsstoffen


6


LEERINHOUDEN


6

de groei van een bacteriecultuur grafisch voorstellen en verklaren.

5 5.1

Groei van micro-organismen Verloop van de bacteriëngroei

5.2

Groeicurve

5.3

Factoren die de groei van micro-organismen beïnvloeden

voorkomen en eigenschappen van gisten en schimmels bespreken.

6 6.1

Fungi Definitie

een overzicht van de invloed van schimmels geven in:

6.2

Structuur en indeling

bondig de structuren van schimmels beschrijven.

•

in landbouw en tuinbouw.

•

in levensmiddelen.

•

in de bodem.

mogelijke gevolgen van de aanwezigheid van graanschimmels beschrijven (bvb aspergillus, Penicillium, Rhizopus). 7

de gisten indelen.

6.3 Voorkomen en eigenschappen In levensmiddelen In landbouw en tuinbouw Paddestoelen In de bodem 6.4 Graanschimmels 7 7.1

Gisten Structuur en indeling

toepassingen van gisten in levensmiddelen geven en uitleggen waarop deze gebaseerd zijn.

7.2

Voorkomen en eigenschapen

8

schematisch het metabolisme en energieomzettingen van microorganismen bespreken.

8

Metabolisme en bio-energetica

9

het erfelijk materiaal van bacteriën bespreken.

9 9.1

Bacteriegenetica Mutatie

de voornaamste kenmerken van gisten opsommen.

verschillende vormen van mutatie bespreken. de klassieke vormen van genetische recombinatie bespreken.

9.2 Recombinatie Transformatie Conjugatie Transductie


7


LEERINHOUDEN


de bouw bespreken. verschillende indelingen bespreken. het onderscheid weergeven tussen beide cycli.

10 10.1

Virussen Virusstructuur

10.2 Indeling Volgens gastheer Volgens replicatie 10.3 Lysis en lysogenie


8



•


•




EVALUATIE Er wordt een schriftelijk examen afgenomen op het einde van de lessenreeks.

9


10

BIBLIOGRAFIE Goubau P., Van Gompel A., Wegwijzer in Microbiologie, Uitgeverij Garant, Leuven, ISBN 90-44441-10014, 383 blz. Harrewijn, G. A., Elementaire Microbiologie, Elsevier, Brussel Dijk R., et al., Microbiologie van Voedingsmiddelen, Uitgeverij Keesing Noordervliet BV, Houten, 2001, ISBN 90-72072-252-9, 464 blz. Mossel en Tamminga, Methoden voor het microbiologisch onderzoek van levensmiddelen, P. C. Noordervliet, Zeist Madigan, T. e.a., Biology of Microorganisms, Prentice Hall International Inc, ISBN 0-13-571225-4, nieuwste editie Op het web http:/www.health.fgov.be

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Algemene microbiologie (oefeningen) (leerjaar 2: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek In het kader van kwaliteitszorg, zowel op vlak van producten als processing en procesomgeving, is kennis en inzicht in microbiologie vereist. Het vak Algemene Microbiologie heeft tot doel de student in te leiden in de microwereld. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Er is geen speciale voorkennis vereist. De natuurwetenschappen opgedaan in het secundair onderwijs zijn een voldoende basis. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De cursisten kunnen werken met de lichtmicroscoop. vormen en verbanden en structuren van bacteriën, gisten en schimmels onderscheiden aan de hand van zelf bereide preparaten na gepaste kleuring. aseptisch werken. geschikte cultuurmedia kiezen voor: het kweken, isoleren en tellen van micro-organismen. deze media bereiden. verschillende technieken voor telling, isolatie en identificatie van micro-organismen uitvoeren. monsters nemen, decimale verdunningsreeksen bereiden, methode van ‘het meest waarschijnlijke aantal‘ toepassen en interpreteren. anaërobe en micro-aërofiele technieken gebruiken. interesse opbrengen voor de biotechnologie, de wetenschappelijke techniek die gebruik maakt van micro-organismen om industriële producten te maken. naast praktische vaardigheden eveneens aandacht besteden aan vaardigheden als: zelfstandig kennis verwerven en het leren interpreteren van laboratoriumresultaten. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


werken met een eenvoudige lichtmicroscoop. preparaten maken voor onderzoek van zetmelen en microorganismen.

1 1.1

Microscopie Microscopisch onderzoek van preparaten

1.2

De kleuring van bacteria

een vitaalkleuring en gramkleuring bij bacteriën uitvoeren.

1.3

Onderzoek van schimmels

bij deze kleuringen de verschillende vormen en verbanden onderscheiden

1.4

Bepaling van de viabiliteit van gistcellen

2 2.1

Aseptische technieken Steriliseren van voedingsbodems, oplossingen, glaswerk en ander materiaal

deze media bereiden.

2.2

Bereiden voedingsbodems

correct monsters nemen en onderzoeken.

2.3

Staalname en bereiden van decimale verdunningsreeksen.

2.4

Reinigen en desinfecteren

verschillende technieken voor telling, isolatie en identificatie van micro-organismen uitvoeren.

3 3.1

monsters nemen, decimale verdunningsreeksen bereiden, methode van ‘het meest waarschijnlijk aantal’ toepassen en interpreteren.

Tellen van micro-organismen Het tellen van het aantal bacteriën, gisten en schimmels volgens de telplatenmethode

3.2

Membraanfiltratie

3.3

MPN-methode

de bacteriën indelen in grampositief en gramnegatief. volgende graanschimmels microscopisch onderscheiden: Fusarium, Rhizopus, Aspergillus, Penicilium. hierbij een determinatietabel gebruiken. de viabiliteit van gistcellen bepalen en hierbij eventuele knopvorming waarnemen. 2

aseptisch werken. geschikte cultuurmedia kiezen voor: het kweken, isoleren en tellen van micro-organismen.

3


6


LEERINHOUDEN


anaërobe en micro-aërofiele technieken gebruiken.

4 4.1

Bijzondere technieken Aanrijkings-, isolatie- en identificatietechnieken

4.2

Identificatie van bacteriën met biochemische testkits.

4.3

Kweken in anaërobie.

4.4

Aantonen van gasvorming.

4.5

Katalase- en peroxidasetest

laboratoriummethoden in het kader van microbiologische kwaliteitsbeheersing nauwkeurig uitvoeren.

5 5.1

Onderzoek van levensmiddelen Bederfmicro-organismen

vergelijken met normen en hieruit gepaste besluiten trekken.

5.2

Pathogenen

isolatietechnieken en identificatietechnieken toepassen.

5


7

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Het tonen van dia’s, video’s, het gebruik van Cd-rom, of het inrichten van een studiebezoek geeft de nodige kleur aan deze practica. Het veilig werken is uiterst belangrijk en de aandacht dient dan ook geregeld hierop gevestigd te worden. DIDACTISCHE HULPMIDDELEN De materiële inrichting van het laboratorium voor microbiologie bestaat uit Glaswerk: bekers, erlenmeyers, gegradueerde maatcilinders en pipetten, proefbuisjes, petriplaten, enz Klein materiaal: entnaalden, tangetjes, schaar, bunzenbrander, object- en dekglaasjes voor microscopie, telkamer van Thoma of andere, bacteriënfilter. Apparaten: Microscopen, waterbaden, broed- en steriliseerkasten, autoclaven, bacteriënfilters, koloniëntellers, schud –en mengapparatuur, microwave, pH-meter, Kleurstoffen en chemische reagentia Cultuurmedia, bereid of in poedervorm Biochemische testen voor identificatie en aantonen van micro-organismen Stockculturen van bacteriën, gisten en schimmels.


EVALUATIE De cursisten worden permanent geëvalueerd gedurende de practica. Hierbij wordt rekening gehouden met: •

mate van voorbereiding van het labo;

•

organisatie en correct uitvoeren van de opdrachten;

•

veilig werken;

•

opvolgen, rapporteren en interpreteren van de resultaten.

Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: Hoofding (school, afdeling, naam, datum) Titel oefening + doelstelling Reactievergelijking Praktische handelingen Waarnemingen Berekeningen (in chronologische volgorde) Besluit (resultaat) Algemene opmaak Het werk van de cursisten in het labo wordt permanent geëvalueerd volgens volgende criteria: Labo-jas bij zich hebben Veiligheidsbril dragen Vod, notitieboekje, spatel bijhebben Netjes houden van de labo-tafel Reinigen van het gebruikte glaswerk en materiaal Algemene houding Kunnen antwoorden op vragen in verband met het practicum

8


BIBLIOGRAFIE Goubau P., Van Gompel A., Wegwijzer in Microbiologie, Uitg. Garant, Leuven, ISBN 90-44441-1001-4, 383 blz. Harrewijn, G.A., Elementaire Microbiologie, Elsevier, Brussel Dijk R., et al., Microbiologie van Voedingsmiddelen, Uitg. Keesing Noordervliet BV, Houten, 2001, ISBN 90-72072-252-9, 464 blz. Mossel en Tamminga, Methoden voor het microbiologisch onderzoek van levensmiddelen, P. C. Noordervliet, Zeist Madigan, T. e.a., Biology of Microorganisms, Prentice Hall International Inc, ISBN 0-13-571225-4, nieuwste editie Op het web http:/www.health.fgov.be

9

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Fysicochemie (leerjaar 2: 1 lestijd/week)

INHOUD visie...........................................................................................................................................................2 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .........................................................................................................................9 evaluatie .................................................................................................................................................10 bibliografie ..............................................................................................................................................11

1


2

VISIE Specifiek Het vak Fysicochemie bevindt zich op het grensgebied tussen Fysica en Chemie. Het is de studie van de invloed van fysische grootheden, zoals druk, temperatuur op chemische omzettingen. Voor mensen die in een industriële omgeving werken is de kennis en de toepassing van de fysicochemische principes niet onbelangrijk. Het destillatieproces is hiervan een voorbeeld. Tevens heeft de Fysicochemie talrijke raakvlakken met andere werkgebieden, zoals de biochemie, medische wetenschap, bodemkunde en tal van andere. De kennis van bijvoorbeeld grensvlakchemie en reactiekinetiek is nuttig bij de heterogene katalyse; de colloïdchemie in de bodemkunde. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Om aan dit vak te kunnen beginnen moeten de cursisten beschikken over voorkennis van beginselen van algemene, anorganische chemie en organische chemie. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek In de cursus Fysicochemie worden de fundamentele concepten en modellen van de fysische scheikunde bestudeerd. Het is de bedoeling dat men inzicht verwerft in deze fundamentele begrippen en dat men de principes, definities, betekenis van en verbanden tussen de verschillende begrippen beheerst. Hierbij is het belangrijk dat de student de concepten en modellen kent, doch vooral ook kan toepassen in allerhande probleemstellingen en oefeningen. Algemeen worden volgende doelstellingen beoogd: •

De achtergrond, de reden van natuurfenomenen en fysicochemische processen begrijpen.

•

De speciale symboliek en conventies in de fysicochemie leren hanteren.

•

De grote impact van de hoofdprincipes uit de fysicochemie op organische, anorganische en biochemische processen leren inzien.

•

In eigen bewoordingen concepten en modellen leren verklaren en inzien.

•

Nauwkeurigheid aan de dag leggen in wetenschappelijke en technische berekeningen en de resultaten leren interpreteren.



5


LEERINHOUDEN


de gaswetten formuleren en toepassen in oefeningen.

1 1.1

Gassen Inleiding

1.2

Ideale gassen

1.3

De ideale gaswet

1.4

Molair volume van een gas

1.5

Ideale gasmengsels – Wet van Dalton

1.6

Reële gassen

1.7

Activiteit van een gas


6


LEERINHOUDEN


eigenschappen van ideale en niet-ideale mengsels noemen. de samenstelling berekenen van de verschillende fasen van een mengsels. de fasediagrammen opstellen en ermee werken. de colligatieve eigenschappen van oplossingen opsommen en verklaren. destillatie zien als een toepassing van een mengsel in verschillende fasen. schematisch weergeven hoe de destilatie gebeurt met bijhorende diagrammen.

2 2.1

Oplossingen Inleiding

2.2

Ideale en niet-ideale oplossingen

2.3 Ideale vloeibare mengsel Dampdruk-samenstellingsdiagram Samenstelling van de dampfase in evenwicht met een ideaal vloeibaar mengsel Temperatuur-samenstellingsdiagram 2.4 Niet-ideale vloeibare mengsels Negatieve afwijkingen van de idealiteit Positieve afwijkingen van de idealiteit Experimentele bepaling van de activiteit 2.5 Voldoende verdunde oplossingen 2.6 Colligatieve eigenschappen van oplossingen Dampdrukverlaging Kookpuntsverhoging en vriespuntverlaging Osmotische druk Elektrolytoplossingen 2.7 Toepassing: Destillatie


7


LEERINHOUDEN


4

de chemische thermodynamica toepassen in oefeningen.

3 3.1

Thermochemie Energie-inhoud van een systeem

3.2

Wet van behoud van energie

3.3

Bepaling van de verandering van de inwendige energie bij een chemische reactie

3.4

Verandering van enthalpie

3.5

Thermochemische reactievergelijkingen

3.6

Standaardvormingsenthalpie

3.7

Verbrandingsenthalpie

3.8

Wet van Hess

3.9

Drijfveer van chemische reacties

4 4.1

Chemisch evenwicht Evenwichtsreacties

4.2

De wet van het chemisch evenwicht

4.3

Verschuiving van het chemisch evenwicht

4.4

Aflopende reacties

4.5

Activiteiten

chromatografie als scheidingstechniek en preparatieve techniek toelichten.

5 5.1

Chromatografie Inleiding

de verschillende chromatografische technieken beschrijven.

5.2

Soorten

belangrijkste toepassingen noemen.

5.3

Toepassingen

het onderscheid maken tussen kinetische en thermodynamische aspecten betreffende reacties.

6

Chemische kinetica

inzien welke parameters het chemisch evenwicht beïnvloeden. dit toepassen in chemische berekeningen.

5

6


8


LEERINHOUDEN


aangeven welke verschijnselen rheologie bestudeert.

7 7.1

Rheologie Definitie

7.2

Wiskundig model

van elke factor voorbeelden noemen en verklaren.

7.3

Toepassingen

verschillende viscosimeters beschrijven en onderscheiden.

7.4

Meten van viscositeit

de factoren noemen die de viscositeit beïnvloeden en weergeven op een diagram.


9

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De theorie is noodzakelijk om de oefeningen te kunnen maken. Oefeningen direct aansluitend bij de leerstof worden in de klas samen opgelost. Extra oefeningen worden ter beschikking gesteld. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


DIDACTISCHE HULPMIDDELEN De werken opgegeven in de bibliografie kunnen in de schoolbibliotheek geraadpleegd worden. De DIDAC – transparanten van KVCV zijn heel goed bruikbaar om een aantal begrippen en wetten aan te brengen. Studiebezoeken aan chemische (piloot)installaties of voordrachten en demonstraties door experts zijn aan te bevelen. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


EVALUATIE Het schriftelijk examen bestaat hoofdzakelijk uit oefeningen. Een tussentijds examen kan ingericht worden. Gebruik van cursusnota’s is niet toegestaan.

10


BIBLIOGRAFIE ATKINS, P. W. , de PAULA , J., Physical Chemistry, Oxford University Press, 7th Edition, 2001 MAES, G., Inleiding tot de Fysicochemie, cursistencursus, KU LEUVEN, Campus Kortrijk DIDAC transparanten, Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging, Leuven, 1995

11

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Instrumentele chemie (jaar 2: 2 lestijden/week)


1


2

VISIE Specifiek In de practica wordt de klemtoon geleidelijk aan verlegd van het uitvoeren van algemene (fysico-) chemische kwalitatieve en kwantitatieve analysetechnieken naar een integrale aanpak van toegepaste wetenschappelijke en technologische probleemstellingen. In Chromatografische Scheidingstechnieken worden behalve de verdelingsmechanismen, de verschillende uitvoeringstechnieken (CGC, HPLC, TLC,IEC, SEC, ...) en afgeleide kwalitatieve en kwantitatieve procedures grondig bestudeerd. De talrijke fysico-chemische wetmatigheden en afgeleide technieken in de deelgebieden van de elektrochemie (conductometrie), de moleculaire en vooral atomaire spectrometrie (absorptietechnieken en emissietechnieken), de thermische analysetechnieken en de oppervlakteanalyse worden uitvoerig behandeld. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouw en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie, immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKT-Biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek De cursisten hebben volgende cursussen reeds doorlopen: “Anorganische Chemie Theorie en Oefeningen”, “Analytische Chemie Jaar 1” en “Organische Chemie Jaar 1”. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De cursist die dit vak gevolgd heeft beheerst de fundamentele principes van de analytische technieken met de nadruk op instrumentele methodes. Via een aantal oefeningen wordt praktische ervaring opgedaan in de instrumentele analyse en via metingen en berekeningen worden de kwantitatieve resultaten geëvalueerd. Bij het uitwerken van de resultaten worden concepten van kwaliteitscontrole op de analyseresultaten uitgevoerd. Op de gevaren van chemische producten wordt de aandacht gevestigd via het opstellen van het veiligheidsrapport van de gebruikte chemische producten. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de student een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Studenten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


metingen en titraties uitvoeren en de bijhorende berekeningen uitvoeren.

1

Meten van geleidbaarheid en Conductometrische titraties

2

kwantitatieve analysen uitvoeren m.b.v. Ion Selectieve Elektroden.

2

3

een ijklijn opstellen en evalueren.

3 3.1

IJking en metingen met glaselektrode en Ion Selectieve Elektroden Spectrofotometrische analysen Opstellen ijklijn

3.2

Kwantitatieve analyse

4

4.1

Chromatografie Kolomchromatografie

4.2

Dunne Laag Chromatografie

kwantitatieve analysen uitvoeren. 4

een chromatografische analyse uitvoeren.

5

een elektroforetische scheiding uitvoeren.

5

Elektroforese

6

kwantitatieve analysen uitvoeren.

6

Gaschromatografie

7

de techniek uitvoeren en een massaspectrum interpreteren.

6.1

Massaspectrometrie en MS als gaschromatografische detector

8

een IR-spectrum opnemen en interpreteren.

7

InfraRood spectrofotometer en IR analyse

9

een NMR-analyse interpreteren.

8

Nucleair Magnetische Resonantie en NMR-analyse

10

een reeks van spectra en data interpreteren en analyseren.

9

9.1

Oefeningen op spectraalanalyse Interpretaie van UV-, VIS-, IR-, NMR- en MS-spectra (eventueel aangevuld met chemische en fysische eigenschappen van de onbekende verbinding)

9.2

Computersimulatie van spectra

11


10

Vlamfotometrie

12


11

Atomaire Absorptiespectrometrie


6

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Specifiek Cursisten dienen zich een aantal praktische attitudes eigen te maken en deze dienen gekoppeld te worden aan resultaatberekening. Cursisten dienen erin te slagen om uitgaande van een proefrecept het practicum voor te bereiden, uit te voeren en de resultaatberekening uit te voeren. D.m.v. rapportering kunnen cursisten de uitgevoerde praktische oefeningen weergeven en van de nodige commentaar voorzien. De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. Algemeen Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


DIDACTISCHE HULPMIDDELEN Voor “Instrumentele Chemie” is een uitgerust laboratorium nodig zodat zowel synthesereacties, analysereacties als extracties kunnen uitgevoerd worden. De nodige meetapparatuur dient aanwezig te zijn. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


EVALUATIE De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. verslagen, evaluatie tijdens de practica en opdrachten. De lessen worden afgesloten met een open boek examen. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: Hoofding (school, afdeling, naam, datum) Titel oefening + doelstelling Reactievergelijking Praktische handelingen Waarnemingen Berekeningen (in chronologische volgorde) Besluit (resultaat) Algemene opmaak Permanente evaluatie van hoe de cursist in het labo werkt volgens volgende criteria: Labo-jas bij zich hebben Veiligheidsbril dragen Vod, notitieboekje, spatel bijhebben Netjes houden van de labo-tafel Reinigen van het gebruikte glaswerk en materiaal Algemene houding Kunnen antwoorden op vragen in verband met het practicum

7


BIBLIOGRAFIE 1. Quantitative Chemical Analysis , Daniel C.Harris W. H. Freeman and Company New York (1987) 2. Potentiometry and Ion Selective Electrodes, Alun Evans John Wiley and Sons London (1987) 3. Principles of Electroanalytical Methodes, T. Reiley, C. Tomlinson John Wiley and Sons London (1987) 4. Atoomspectrometrie, M. T. C. de Loos-Vollebregt Bohn Stafleu Van Loghum (1992 ) 5. Practicum voorschriften scheikunde, De Vries A. B. Heron Bibliotheek Elsevier (1981) 6. Physical Chemistry, P. W. Atkins Oxford University Press, 1999 7. Spectroscopic Methods in Organic Chemistry, Williams and Fleming McGraw-Hill, 1995 8. Principles of Instrumental Analysis, Skoog e.a. Saunders College Publi., 1998

8

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Toegepaste microbiologie (leerjaar 3: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek De cursisten verwerven de nodige microbiologische kennis en inzicht voor microbiële procesbeheersing en kwaliteitscontrole. De soorten industrieel belangrijke micro-organismen worden besproken: eigenschappen, identificatie en historiek. HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point), microbiologische controlemethoden en belang van deze methoden worden besproken. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek De fundamentele microbiologische kennis verworven in Algemene Microbiologie wordt gebruikt om de talloze toepassingen van micro-organismen te begrijpen. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek In de biotechnologie spelen micro-organismen als biologisch systeem en de fermentatietechnologie om met de zgn. functionele micro-organismen producten te maken, een belangrijke rol. In de voedingssector worden de microbiologische kwaliteitscontroles steeds stringenter en gesofistikeerder en neemt het belang van de gefermenteerde en met micro-organismen bereide voedingswaren toe. Al deze aspecten maken het onderwerp uit van deze cursus. Deze kennis, samen met een degelijk inzicht in de levensmiddelentechnologie en –chemie, is noodzakelijk voor het efficiënt fermenteren van levensmiddelen. Ook de productie van antibiotica, vaccins en enzymen, en het gebruik van micro-organismen in milieu behoort hiertoe. De cursisten moeten de voornaamste ziektes, veroorzaakt door micro-organismen kennen en weten op welke manier deze kunnen gecontroleerd worden. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


de productie van verschillende levensmiddelen schematisch bespreken.

1 Fermentatieprocessen en biotechnologie Traditioneel gefermenteerde levensmiddelen: 1.1 Algemeen 1.2 Gefermenteerde melkproducten 1.3 Gefermenteerde vleesproducten 1.4 Brood 1.5 Gefermenteerde plantaardige producten 1.6 Lichtalcoholische dranken 1.7 Gedestilleerde dranken 1.8 Azijn Moderne industriële fermentatieprocessen: 1.9 Algemeen 1.10 Micro-organismen als product 1.11 Microbiële afscheidingsproducten 1.12 Microbiële omzettingen Biotechnologie

2

bespreken welke micro-organismen een rol spelen.

2 Voedingsmiddelenmicrobiologie Micro-organismen die bederf veroorzaken Micro-organismen die ziekten veroorzaken 2.1 Infectie, intoxicatie, toxi-infectie

3

de basisbegrippen in verband met microbiologische kwaliteitsbeheersing bespreken en illustreren.

3 Microbiologische kwaliteitsbeheersing Algemeen Preventieve maatregelen Microbiologische controles Microbiologische grenswaarden


6


LEERINHOUDEN


HACCP bespreken. de verschillende principes weergeven.

4 HACCP in de biotechnologie Industriële microbiologie

HACCP bespreken in verschillende toepassingen.

Principes HACCP Voorbeelden en toepassingen

5

weergeven welke micro-organismen een rol spelen als ziekteverwekkers.

5 Medische microbiologie Ziektes veroorzaakt door virussen

bespreken wat verstaan wordt onder infectie.

Ziektes veroorzaakt door bacteriën

preventieve maatregelen bespreken en aantonen wat vaccinatie inhoudt.

Ziektes veroorzaakt door fungi en protozoa

de verschillende groepen antimicrobiële chemotherapeutica bespreken.

Preventie, vaccinatie

Infectie Antimicrobiële chemotherapeutica

6

de rol van micro-organismen in milieu en ecologie weergeven.

6 Micro-organismen en het milieu Microbiële ecologie Terrestrische omgevingen


7



•


•




EVALUATIE Er wordt een schriftelijk examen georganiseerd op het einde van de lessenreeks.

8


9


OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Toegepaste microbiologie (oefeningen) (leerjaar 3:1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek In het kader van kwaliteitszorg, zowel op vlak van producten als processing en procesomgeving, is kennis en inzicht in microbiologie vereist. Het vak Toegepaste Microbiologie heeft tot doel de cursist in te leiden in de microwereld en de toepassingen van micro-organismen. De cursisten kunnen aseptisch werken. De cursisten kunnen microorganismen isoleren en omschrijven (koloniebeschrijving en celbeschrijving). De cursisten kunnen een microbiologisch kwaliteitsonderzoek van levensmiddelen volledig uitvoeren. Micro-organismen in voedingsmiddelen worden gedetecteerd, geteld en geïdentificeerd. Het industrieel gebruik van microorganismen in de voedingsindustrie wordt besproken. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie, immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKT-Biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek De cursisten beschikken over voorkennis van theorie Algemene Microbiologie. De cursisten moeten de principes van aseptisch werken beheersen; het vak Oefeningen Algemene Microbiologie moet afgewerkt zijn. Een degelijk inzicht in de levensmiddelentechnologie en –chemie is noodzakelijk. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De cursisten verwerven de specifieke vaardigheden om in een bedrijf of labo microbiologische kwaliteitscontrole en productiecontrole te kunnen organiseren, uitvoeren en interpreteren. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


onderscheid maken tussen verschillende typen micro-organismen. de verschillende onderzoeken op zelfstandige basis uitvoeren.

1

Onderzoek op indexorganismen en indicatororganismen Telling aëroob, anaëroob kiemgetal, melkzuurbacteriën. Onderzoek op coli-achtigen, op E. coli, op D-Streptococcen volgens Lancefield, op Sulfietreducerende Clostridia.

2

onderscheid maken tussen verschillende typen micro-organismen. de verschillende onderzoeken op zelfstandige basis uitvoeren.

2 Onderzoek op pathogene micro-organismen Grensreactie op Pseudomonas aeruginosa, salmonella, Shigella, Yersinia enterocolitica. Onderzoek op staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Listeria monocytogenes

3

onderscheid maken tussen verschillende typen micro-organismen de verschillende onderzoeken op zelfstandige basis uitvoeren.

3 Onderzoek op bederfverwekkers Telling van psychotrofe en psychofiele micro-organismen, van aërobe en facultatief anaërobe micro-organismen, van micro-organismen bestand tegen verhitting op bepaalde temperatuur, van halofielen. Onderzoek op sporen van thermofiel en andere bederfwekkende Bacillaceae Telling en identificatie van gisten en schimmels


6


LEERINHOUDEN


de verschillende aspecten onderscheiden en toepassen. onderscheid maken tussen verschillende typen micro-organismen

4 Onderzoek van hygiëne en procesbeheersing Hygiënische aspecten: infectiebronnen buiten het levensmiddel.

de verschillende onderzoeken op zelfstandige basis uitvoeren.

Doeltreffendheid van warmtebehandelingen.

de doeltreffendheid van behandelingen en middelen testen.

Eenvoudige methoden voor schatting van microbiële belasting van de levensmiddelen.

de aanwezigheid/contaminatie van/door verschillende microorganismen testen en bespreken. een onderzoek zelfstandig organiseren.

Gebruik van desinfectantia en antiseptica Gebruik van antimicrobiële chemotherapeutica. Parasitologie Onderzoek van water, van bevroren of gekoeld rauw vlees, van eiproducten, gekoelde kant- en klaarmaaltijden.


METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Het tonen van dia’s, video’s, het gebruik van Cd-rom, of het inrichten van een studiebezoek geeft de nodige kleur aan deze practica. Het veilig werken is uiterst belangrijk en de aandacht dient dan ook geregeld hierop gevestigd te worden Gepaste studiebezoeken kunnen een oefening vervangen.

DIDACTISCHE HULPMIDDELEN De practica vinden plaats in het microbiologisch labo. Leveranciers kunnen informatie van de nieuwste technieken voorzien. Het internet stelt eveneens nuttige materialen ter beschikking. De materiële inrichting van het laboratorium voor microbiologie bestaat uit Glaswerk: bekers, erlenmeyers, gegradueerde maatcilinders en pipetten, proefbuisjes, petriplaten, enz Klein materiaal: entnaalden, tangetjes, schaar, bunsenbrander, objectglaasjes en dekglaasjes voor microscopie, telkamer van Thoma of andere, bacteriënfilter. Apparaten: Microscopen, waterbaden, broedkasten en steriliseerkasten, autoclaven, bacteriënfilters, koloniëntellers, schudapparatuur en mengapparatuur, microgolfoven, pH-meter Kleurstoffen en chemische reagentia Cultuurmedia, bereid of in poedervorm Biochemische testen voor identificatie en aantonen van micro-organismen Stockculturen van bacteriën, gisten en schimmels.

7


8

EVALUATIE De cursisten worden permanent geëvalueerd op basis van voorbereiding en prestaties in het labo. De gegevens verzameld in één of meerdere practica dienen geïnterpreteerd en verwerkt te worden in een verslag. Hierbij wordt rekening gehouden met: •

mate van voorbereiding van het labo;

•

organisatie en correct uitvoeren van de opdrachten;

•

veilig werken;

•

opvolgen, rapporteren en interpreteren van de resultaten.

Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: Hoofding (school, afdeling, naam, datum) Titel oefening + doelstelling Reactievergelijking Praktische handelingen Waarnemingen Berekeningen (in chronologische volgorde) Besluit (resultaat) Algemene opmaak Het werk van de cursisten in het labo wordt permanent geëvalueerd volgens volgende criteria: Labo-jas bij zich hebben Veiligheidsbril dragen Vod, notitieboekje, spatel bijhebben Netjes houden van de labo-tafel Reinigen van het gebruikte glaswerk en materiaal Algemene houding Kunnen antwoorden op vragen in verband met het practicum


9


OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Enzymologie (leerjaar 3: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek In dit vak worden enzymen als groep besproken: eigenschappen, gedrag als macromoleculen, productie. Er wordt aangetoond dat er parallellen bestaan met andere groepen van proteïnen zoals receptorproteïnen, antilichamen,… . Enzymologie staat synoniem voor proteïnechemie. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek De vakken “Chemie der Biotechnologische Bedrijven jaar 1 en 2” evenals de vakken “Algemene microbiologie” en alle vakken chemie, “Toegepaste mechanica” en “Sturingen” dienen doorlopen te zijn. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Na het volgen van dit vak beschikken de cursisten over een basiskennis in verband met de werking en productie van enzymen, zodat ze in het beroepsleven enig begrip hebben van het waarom van de bewerkingen met en door enzymen in het biochemisch, biotechnologisch, klinisch en microbiologisch lab en in de industrie. Vertrekkende van enzymen als proteïnen wordt de rol van de enzymen als biokatalysator besproken en in het ruime kader geplaatst van de proteïnenconformatie en biologische controle. Daarnaast wordt aandacht besteed aan de industriële productie en toepassingen van enzymen. Cursisten kiezen een individuele opdracht die verband houdt met een toepassing van enzym(en). Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 1 basisprincipes werking enzymen weergeven. uitleggen waarom meeste enzymen een SU-structuur bezitten. aantonen waarom proteïnen stabiel zijn. de flexibiliteit van enzymen in verband brengen met hun enzymatische capaciteit.

1 1.1

Enzymen zijn proteïnen en biokatalysatoren Werking en toepassing van enzymen

1.2

Enzymen en biokatalyse

1.3

Biologische betekenis subeenheidstructuur van proteïnen

1.4

Denaturatie van proteïnen

1.5

Conformatie der proteïnen - quaternaire en quinaire structuur van proteïnen

2 indeling enzymen geven met voorbeelden. definities van de verschillende eenheden geven. indeling/belang van cofactoren uitleggen. verband aantonen. onderscheid weergeven tussen beide vormen van katalyse.

de afleidingen maken en bespreken.

2 2.1

Enzymen: kinetica en inhibitie Classificatie der enzymen

2.2

Eenheden

2.3

Enzymcofactoren

2.4

Coënzymen en vitaminen

2.5

Chemische kinetica en enzymkinetiek: indeling a.d.h.v. aantal substraten

2.6

Indeling op kinetische basis

2.7

Kinetica van de enzymkatalyse

2.8

Michaëlis-Menten: kinetica van de gekatalyseerde reactie

• • • •

Afleiding Praktisch Transformatie Beïnvloedende factoren van een enzym gekatalyseerde reactie

3

verschillende vormen van inhibitie bespreken.

3

Enzyminhibitie

4

weergeven welke aspecten hieraan ten grondslag liggen.

4

Werking van enzymen op moleculair niveau Enzymmechanismen


6


LEERINHOUDEN


deze aspecten verwerken in een opdracht.

5

Werking, toepassing en productie van enzymen: in onderzoek, geneeskunde, klinisch en analytisch, industrie, industriële productie, ELISA

het principe weergeven waarop de ELISA-techniek gebaseerd is en het onderscheid uitleggen tussen de verschillende vormen. 6

principes weergeven.

6

Bio-anorganische katalyse

7


7

8


8

(Synthetische) macrocyclische verbindingen en katalyse Andere mogelijkheden van biokatalyse


7

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdracht moet de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. Ze leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•




EVALUATIE De cursisten worden geëvalueerd op basis van het ingeleverde rapport en een schriftelijk examen met keuzemogelijkheden in de vragen; er wordt ook een open boek gedeelte voorzien.

8


BIBLIOGRAFIE 1. Fundamentals of Enzymology Price – Stevens


2. Understanding Enzymes Palmer

(Prentice Hall)

3. Introduction to Protein architecture Lesk


4. Enzymatic Reaction Mechanisms Walsh

(W.H. Freeman and C°)

5. Enzymen Dresler – Potter

(Natuur en Techniek – Wetenschappelijke Bibliotheek)

9

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Ecologie (leerjaar 3: 1 lestijd /week)

1

INHOUD inhoud .......................................................................................................................................................1 visie...........................................................................................................................................................1 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .........................................................................................................................9 pedagogisch-didactische wenken ............................................................................................................9 didactische hulpmiddelen .........................................................................................................................9 evaluatie .................................................................................................................................................10

VISIE Specifiek In het vak Ecologie wordt de kwetsbaarheid van het milieu aangetoond. De cursisten moeten inzien dat niet alleen het milieu zeer kwetsbaar is, maar ook de gezondheid van iedereen die in deze kwetsbare ecosystemen moet leven, werken en zijn brood verdienen Van de cursisten wordt verwacht dat zij zich kritisch en verantwoord gedragen in de samenleving Om te begrijpen welke de effecten zijn op milieu en gezondheid van de productietechnieken van biotechnologische en chemische bedrijven dienen de cursisten hun verworven chemische en microbiologische kennis toe te passen op specifieke situaties. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken.


2

De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Basiskennis van natuurkunde, chemie en biologie op secundair niveau is vereist. Om de leerstof goed te kunnen begrijpen is kennis van microbiologie en beheersing van de chemische principes aanbevolen. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Het vak Ecologie in het derde jaar Biotechnologie beoogt een studie te zijn van de voornaamste kringlopen van materie enerzijds, en anderzijds van de verschillende verstoringen die optreden, waarbij ecosystemen worden aangetast. De cursus kan bijgevolg opgedeeld worden in twee delen, namelijk een theoretisch deel en een gedeelte Toegepaste Ecologie. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Ecologie (leerjaar 3: 1 lestijd/week)

5


LEERINHOUDEN


2

in eigen woorden uitleggen wat ecologie is en wat er de realisaties van zijn.

1 1.1

Ecologie Definitie

1.2

Kenmerken van ecologie als wetenschap

1.3

Ecosystemen

1.4

Belang van ecologie en toegepaste ecologie

2 2.1

Ecosysteem Bepaling van het ecosysteem

2.2

Beschrijving van het ecosysteem: bioticum , abioticum

de onderlinge relaties beschrijven en verklaren.

2.3

Relatie tussen bioticum en abioticum

de kenmerken van ecosystemen in evenwicht beschrijven en verklaren.

2.4

Ecosysteem in evenwicht

met eigen woorden aangeven hoe voedselketens opgebouwd zijn.

3 3.1

Voedselketens Kringloop

3.2

Voedselpiramide

3.3

Voedselweb

ecosystemen definiëren. de samenstelling van bioticum en abioticum in eigen woorden omschrijven.

3

deze op verschillende manieren voorstellen met een voorbeeld.

• • •

Biologische diversiteit Voedselketens Kringlopen van materie en energie


6


LEERINHOUDEN


het belang weergeven van de koolstofkringloop. een schema geven met de verschillende stappen van de koolstofkringloop. een verklaring van de verschillende stappen geven met chemische reacties. uitleggen wat mineralisatie is. uitleg geven bij het ontstaan van het leven.

4 4.1

Koolstofkringloop Betekenis

4.2

Verklaring

• • • • •

Mineralisatie Over het ontstaan van het leven Over energieverbruik (U) Broeikaseffect Aantasting van de ozonlaag

het broeikaseffect verklaren. oorzaken, effecten en gevolgen opnoemen. oorzaken, effecten en gevolgen van de aantasting van de ozonlaag weergeven. 5

het belang weergeven van de stikstofkringloop. een schema geven met de verschillende stappen van de stikstofkringloop. een verklaring geven met chemische en microbiële omzettingen van: ammonificatie, nitrificatie, denitrificatie, groenbemesting, eutrofiëring, zure neerslag. effecten en maatregelen geven bij deze omzettingen.

6

het belang weergeven van de zwavelkringloop. een schema geven met de verschillende stappen van de zwavelkringloop. een verklaring van geven, met chemische en microbiologische reacties van: sulfide-oxidatie, sulfaatreductie, chemo-autotrofie, fototrofie.

5 5.1

Kringloop van stikstof Betekenis

5.2

Verklaring

• • • •

Ammonificatie Nitrificatie en denitrificatie Groenbemesting Eutrofiëring, zure neerslag

6 6.1

Kringloop van zwavel Betekenis

6.2

Verklaring

• • •

Sulfide-oxidatie Sulfaatreductie Chemo-autotrofie, fototrofie


7


LEERINHOUDEN


de ecologische betekenis weergeven van de waterkringloop.

7 7.1

Kringloop van water Betekenis, beperkte drinkwatervoorraad

7.2

Verklaring

7.3

Water als ecosysteem

verontreiniging definiëren.

7.4

Waterverontreiniging

oorzaken van waterverontreiniging weergeven.

7.5

Waterzuivering (U)

luchtverontreiniging definiëren.

8 8.1

Lucht Oorzaken en effecten van luchtverontreiniging

een schematische voorstelling geven van de waterkringloop. de verschillende onderdelen van de waterkringloop aanduiden, met hun functie.

8

oorzaken en effecten van luchtverontreiniging opnoemen. gepaste maatregelen voorstellen. fotochemische verontreiniging uitleggen, met een voorbeeld.

• • •

Beschrijving van de problemen en de indicatoren Belangrijkste luchtverontreinigende stoffen Impact op mens, milieu en economie

8.2

Maatregelen

8.3

Aantasting van de ozonlaag

8.4

Broeikaseffect: Broeikasgassen

8.5

Zure neerslag

8.6

Fotochemische verontreiniging


8


LEERINHOUDEN


10

onderscheid uitleggen tussen verontreiniging, aantasting & uitputting. 9 9.1 verschillende bodemproblemen duiden & bespreken. 9.2 saneringsmaatregelen bespreken. 9.3

uitleggen wat duurzame ontwikkeling is. bespreken wat verstaan wordt onder integraal ketenbeheer.

Bodemverontreiniging Bodemaantasting

9.4

Bodemuitputting

• • • • • • • 9.5

Zware metalen Verdichting Verzilting Erosie Vermesting Verzuring Versnippering Maatregelen?

10 10.1

Duurzame ontwikkeling (U) Inleiding

de methodologie toepassen.

• • •

voorbeelden bespreken.

10.2

de werkwijze bij levenscyclusanalyse bespreken.

Bodem (U) Definitie

• • • •

Definitie Vereisten Integraal ketenbeheer Levenscyclusanalyse Definitie Werkwijze Methodologie Voorbeeld


9

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Doceren is de meest gebruikte didactische werkvorm. Sommige milieuproblemen lenen zich tot een onderwijsleergesprek. De cursisten moeten de verworven wetenschappelijke kennis gebruiken om verklaringen te zoeken en oplossingen te kunnen aanbieden op voorgestelde milieuproblemen. Relevante studiebezoeken kunnen onder meer zijn: waterzuiveringsinstallatie, tentoonstelling over milieu, onderzoekslaboratoria en controlelaboratoria. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


DIDACTISCHE HULPMIDDELEN Cijfers en tabellen moeten de ernst van bestaande misstanden en evoluties kunnen aantonen. Een groot aanbod van informatie bekomen uit zeer diverse bronnen geeft de cursisten de gelegenheid zich kritisch op te stellen. Werkgroepen, beroepsverenigingen en andere verenigingen stellen didactisch materiaal ter beschikking. Films, video’s en andere zijn ruim voorhanden om de inhoud te illustreren of aan te brengen. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


10

EVALUATIE Evaluatie gebeurt in een schriftelijk examen met meerkeuzemogelijkheid. Een tussentijdse evaluatie over het theoretische gedeelte is mogelijk. Het gebruik van studiemateriaal is hierbij niet toegelaten. Een opdracht over een zelf gekozen of opgelegd milieuonderwerp kan hier eveneens toe behoren.


11

BIBLIOGRAFIE Ecologie, Theorie en praktijk, Rudy Nijs, Monografie Stichting Leefmilieu Uitgeverij Pelckmans, Kapellen Andere Monografieën uit deze reeks Weer en Klimaat,

P. Crutzen

Uitgeverij Segment, Beek ISBN

90

73035 42 2

Milieurapport en Natuurrapport Vlaanderen ,

Vlaamse Milieumaatschappij

Uitgeverij Garant, Leuven Chemical Principles of Environmental Pollution, Alloway e.a., 1997 Chapman 1 Hall, London,

ISBN 0 7514 0380 6

Natuurencyclopedie en Milieu Encyclopedie, 1991 Zomer 1 Keuning, Ede,

ISBN 90 210 0221 3

Op het web Natural History | Ecology of Homo Sapiens ( Access Excellence) Endangered Species (US Fish & Wildlife Service) www.emis.vito.be

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Macromoleculaire biologie (leerjaar 3: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek Tijdens dit vak verwerven de cursisten inzicht in de mechanismen die een cel laten functioneren, individueel en in weefselverband. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie- en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek De vakken “Chemie der Biotechnologische Bedrijven jaar 1 & 2” evenals de vakken “Algemene microbiologie” en alle vakken chemie, “Toegepaste Mechanica” en “Sturingen” dienen doorlopen te zijn. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Na het volgen van dit vak beschikken de cursisten over een basiskennis zodat ze in het beroepsleven enig begrip hebben van het waarom van de bewerkingen in het biochemische-biotechnologisch en microbiologisch laboratorium en in de industrie. Uitgaande van de studie van het erfelijk materiaal in prokaryoten en eukaryoten wordt eveneens inzicht verworven in de controlemechanismen die de biologische functies beheren. Cursisten verwerken op zelfstandige basis een technisch-wetenschappelijk tekst. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


een ruwe indeling geven en weten op welke basis deze indeling gebeurt.

2 aangeven wat de verschillen en overeenkomsten zijn. de verschillende organellen bespreken. onderscheid bespreken. 3

het onderscheid tussen beide types celdeling bespreken.

4 de verschillende processen schematisch bespreken en de belangrijke aspecten verklaren.

1

Overzicht van de indeling der levende wezens Taxonomie

2 2.1

Bouw van de cel Vergelijking tussen prokaryote en eukaryote cel

2.2

Compartimentering van de eukaryote cel

2.3

Celorganellen

2.4

Vergelijking tussen dierlijke en plantaardige eukaryote cel

3

Kort overzicht mitose en meïose

4 4.1

Nucleïnezuren en proteïnebiosynthese - vergelijking tussen pro- en eukaryoten Duplicatie van DNA

4.2

Transcriptie van DNA

4.3

Genetische code + eigenschappen

4.4

Translatie en proteïnebiosynthese

4.5

Posttranslationele modificaties Controlemechanismen: regulatie proteïnebiosynthese celdifferentiatie Bespreking van een voorbeeld van celdifferentiatie en regulatie

5

antwoorden op de vraag waar en hoe de regulatie plaatsgrijpt.

5

6

de mechanismen bespreken.

6


6

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•




EVALUATIE Er wordt een schriftelijk examen afgenomen met keuzemogelijkheden in de vragen en een open boek examen in verband met een technisch-wetenschappelijke tekst.

7


BIBLIOGRAFIE 1. De Levende Cel De Duve


2. Cellen, weefsels en organen. Een scanning-elektronenmicroscopische studie-atlas. Kessel – Kardon


3. Molecular Biology of The Cell Alberts, Bray, Lewis,…,Watson

(Garland Publishing C°)

4. Molecular Biology of the Gene Watson,…

(Banjamin/Cummings Publishing C°)

5. Genes Lewin


8

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Toegepaste biotechnologie (leerjaar 3: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek In dit vak worden de biotechnologische productiemogelijkheden en beperkingen geanalyseerd. De cursisten bestuderen ontdekkingen en toepassingen in verband met de nieuwe en toekomstige ontwikkelingen in de biotechnologie. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Steunende op de verworven kennis uit “Enzymologie”, “ Macromoleculaire Biologie”, “Chemie der Biotechnologische Bedrijven” en “Microbiologie” bestuderen de cursisten de ontdekkingen en toepassingen in verband met de nieuwe en toekomstige ontwikkelingen in de biotechnologie. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Na het volgen van dit vak kunnen de cursisten de biotechnologische productiemogelijkheden en de ontwikkeling van genetisch gemodificeerde/gemanipuleerde cellen – weefsels – organismen weergeven en bespreken. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds tewerkgesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


het begrip biotechnologie definiëren.

1 1.1

Begrip “biotechnologie” Fermentatie

1.2

Genetica

1.3

Kennis van de micro-organismen

1.4

Antibiotica en secundaire metabolieten

de verbinding leggen met de cursussen Enzymologie en CBB.

2

Het gereedschap van de biotechnologisch ingenieurs

de centrale rol van enzymen belichten.

2.1

Enzymen en proteïnesynthese

de synthese in vivo bespreken.

• •

het belang van de technologie aantonen. het belang van de genetische kennis aantonen. het belang van de MO aantonen. weergeven wat het belang is van sec metabolieten en in welke fase van de levenscyclus deze geproduceerd worden. 2

de synthese in vitro vergelijken met deze in vivo.

In vivo Organische vaste fase synthese

2.2

Bioreactoren

2.3

Overzicht en eigenschappen

huidige en toekomstige methoden bespreken.

2.4

Ontwerp/modellering

de problemen bespreken gepaard gaande met opschaling.

2.5

Opschaling

de problematiek van het zuiveren en formuleren van biotechnologische producten bespreken.

2.6

Stroomafwaartse opwerking

een indeling geven van bioreactoren met hun verschillende eigenschappen.

indeling in “unit operations” bespreken. een overzicht geven van de verschillende scheidingstechnieken en de gebieden waarin deze bruikbaar zijn. de verschillende scheidingstechnieken op basis van membraantechnologie bespreken en vergelijken met andere scheidingstechnieken.

• • • •

Problematiek Indeling in unit operations Overzicht scheidingstechnieken Membraantechnologie


6


LEERINHOUDEN


aantonen dat de cel een productie-eenheid is.

3

De Cel - Centrum van nijverheid

het begrip gen omschrijven.

3.1

DNA-gen

de DNA-synthese in vivo en in vitro met elkaar vergelijken.

3.2

DNA-synthese

de verschillende merkmethoden bespreken.

• •

de verschillende sequentietechnieken bespreken.

In vivo In vitro: enzymatisch en organische vaste fase synthese

3.3

Merken van DNA

3.4

DNA-sequentiebepaling

3.5

Analysetechnieken: met de nadruk op PCR

3.6

Recombinant-DNA technieken

aantonen hoe cellen gekloneerd worden.

3.7

Kloneren

het belang van MO belichten.

3.8

Microbiologische manipulatie

aantonen hoe cellen/weefsels/organismen genetisch gemanipuleerd kunnen worden.

3.9

Genetische manipulatie

3.10

Proteïnemanipulatie

weergeven hoe nieuw gemanipuleerde proteïnen kunnen geproduceerd worden.

3.11

Monoklonale antilichamen

verband aantonen tussen genetische manipulatie en bepaalde geneeskundige technieken.

4 4.1

Genen en gezondheid Immunologie

overzicht geven.

4.2

Immunogenetica

de manipulatie van immunocellen bespreken.

4.3

Vaccins

aantonen hoe nieuwe vaccins met recDNA-technieken kunnen geproduceerd worden.

4.4

Hormonen

4.5

Deficiënte cellen en cellen op hol

de principes waarop PCR steunt weergeven. verschillende varianten bespreken. uitleggen hoe recDNA kan aangemaakt worden, zowel in vitro als in vivo technieken.

het onderscheid geven tussen pABs en mABs. techniek bespreken om mABs te produceren. 4

aantonen hoe hormonen met recDNA-technieken kunnen geproduceerd worden. aantonen hoe deficiënte cellen kunnen gemanipuleerd worden om deze terug zo normaal mogelijk te laten functioneren.


7


LEERINHOUDEN


het belang van genetische manipulatie in verband met landbouw en tuinbouw aantonen.

5 5.1

Smakelijke micro-organismen Plantencellen

bespreken hoe plantencellen te manipuleren zijn.

5.2

Protoplasten

de voordelen van protoplastengebruik in genetische manipulatie aantonen.

5.3

Weefsels

5.4

Transgene planten

de problemen bespreken in verband met het produceren van (gemanipuleerde) plantenweefsels.

5.5

Plantenzaden biotechnologie, research met een smaakje

6 6.1

Micro-organismen voor het vuile werk Biomassa

6.2

Waterzuivering

6.3

Biomaterialen

technieken bespreken om transgene planten te produceren. de impact van genetische manipulatie in verband met plantenzaden bespreken. 6

de impact van MO in deze sectoren aantonen. weergeven hoe MO een rol spelen in het verwerken van biomassa. de verschillende technieken bespreken om water te zuiveren. de rol van (gemanipuleerde) Mo in de productie van deze materialen belichten.

7

de economische impact bespreken.

7

Bio-economie

8

de verschillende risicofactoren bespreken.

8

Risicofactoren


8

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•




EVALUATIE Er wordt een schriftelijk examen afgenomen met keuzemogelijkheden in de vragen en een open boek examen in verband met een technisch-wetenschappelijk probleem.

9


BIBLIOGRAFIE 1. Biotechnologie Antébi – Eishlock


2. De DNA-makers Schellekens e.a.


3. Biotechnology Rehm – Reed - …


4. Encyclopedia of Chemical Technology Kirk – Othmer 5. Ullmann’s Encyclopedia Of Industrial Chemistry 6. Chemische Feitelijkheden KNCV

10

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Toegepaste biotechnologie (oefeningen) (leerjaar 3: 2 lestijden/week)

INHOUD inhoud .......................................................................................................................................................1 visie...........................................................................................................................................................2 beginsituatie .............................................................................................................................................3 algemene doelstellingen...........................................................................................................................4 leerplandoelstellingen/leerinhouden.........................................................................................................5 methodologische wenken .........................................................................................................................7 pedagogisch-didactische wenken ............................................................................................................7 didactische hulpmiddelen .........................................................................................................................7 evaluatie ...................................................................................................................................................8 bibliografie ................................................................................................................................................9

1


2

VISIE Specifiek De verschillende technieken, analytische, enzymatische, microbiologische en immunologische, aangeleerd in vorige studiejaren, worden hier toegepast. Tevens wordt de opgedane kennis in de theoretische cursussen toegepast, dit op verschillende domeinen. Dit vak koppelt kennis aan vaardigheden. Attitudes die in het bedrijfsleven onontbeerlijk zijn, zoals zin voor nauwkeurigheid, initiatief, creativiteit, kritische ingesteldheid ten opzichte van methoden en behaalde resultaten, en verantwoordelijkheid (met betrekking tot veiligheid) kunnen ontwikkeld worden. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek Voorkennis van chemie, microbiologie, enzymologie en Theorie Toegepaste Biotechnologie uit voorgaande studiejaren en semesters is vereist. De cursisten beheersen de basistechnieken van chemische, biochemische en microbiologische analyses en onderzoeken. De cursisten kunnen de veilige microbiologische technieken toepassen. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek De Oefeningen Toegepaste Biotechnologie dienen illustratief of aanvullend te zijn voor de leerinhouden van de diverse vakken in het algemeen en voor de theoretische cursus Toegepaste Biotechnologie meer specifiek. Enerzijds komen de drie hoofddomeinen waarin de Biotechnologie toepassingen vindt aan bod: *

landbouw- en voedingsindustrieën

*

geneeskunde en farmacie

*

milieu.

Anderzijds maken de cursisten in de verschillende praktische oefeningen kennis met de verschillende technieken die aangewend worden in de Biotechnologie, of die gebaseerd zijn op Biotechnologie. Dit gebeurt op verschillende manieren: cognitief: Technieken en processen uit de Biotechnologie worden toegelicht of gedemonstreerd. dynamisch-affectief: *

*

De cursisten leren verschillende technieken, gebruikt in het laboratorium: -

microbiologisch

-

biochemisch

-

enzymatisch

-

chemisch

-

immunologisch

-

technologisch

*

Ze leren werken met de verschillende laboratoriumapparaten.

*

Ze moeten de bekomen resultaten kunnen interpreteren.

*

Uit het beschikbare gamma van analyses en onderzoeksmethodes moeten de cursisten een gefundeerde keuze kunnen maken afhankelijk van de toepassing.

*

Door oefening moeten de cursisten Good Laboratory Practices aanleren.

Bedrijfsbezoeken bieden de cursisten de gelegenheid om kennis te maken met de biotechnologische industrieën en te zien in welke mate de verworven kennissen en vaardigheden bruikbaar of relevant zijn voor de processen, technieken en onderzoeken die plaatsvinden in de biotechnologische industrieën en laboratoria.



5


LEERINHOUDEN


veilig werken met micro-organismen, DNA, genetisch gemodificeerde 1 micro-organismen, enzymen.

Bioveiligheid in het laboratorium

2

aangeven dat de behandeling bij in-vitrofertilisatie gebaseerd is de hormonale cyclus bij de vrouw.

2 2.1

In vitro technieken Medisch geassisteerde bevruchting

voorbeelden geven van pre-implantatiediagnose.

2.2

Pre-implantatiediagnostiek

weergeven welke moleculair-biologische technieken hierbij gebruikt worden.

2.3

Plantenweefselkweek

3 3.1 3.2

Enzymatisch onderzoek Enzymatische bepaling van sucrose, glucose en appelzuur in levensmiddelen Kinetiek van katalase

3.3

Impact van amylase op rheologische kwaliteit van bloem

aangereikte planten op steriele wijze in vitro vermeerderen. 3

enzymatische sneltesten toepassen voor analyse van levensmiddelen en andere producten. de enzymkinetiek spectrofotometrisch opvolgen. enzymatische werking controleren op deegrheologie. enzymen immobiliseren en toepassen.

(U)

4

gepaste staalvoorbereidingen maken voor onderzoek. de gaschromatograaf bedienen.

3.4

Geïmmobiliseerde enzymen (U)

4 4.1

Chromatografie Gaschromatografische analyse van vetten, voedingsvetten of vetten gebruikt in cosmetica en dermatologische

het bekomen resultaat interpreteren.

producten 4.2

HPLC (facultatief)

5

proteïnefracties scheiden op verschillende manieren.

5 5.1

Proteïne-onderzoek Bepaling van de vlokwaarde van ei-eiwit

6

DNA scheiden.

6 6.1

Electroforese DNA-electroforese

6.2

Plasmidenisolatie

plasmide isoleren.


6


LEERINHOUDEN


zelf met een computerprogramma een voeder samenstellen, bv voor paarden.

7 7.1

Voeding Rantsoenberekening van paarden.

voedernormen en voedingsnormen interpreteren.

7.2

Samenstelling van recepten

de moderne voedingsaanbevelingen in hoofdlijnen weergeven.

7.3

Voeding en immuniteit; aangeboren afwijkingen i.v.m. voeding, vitaminen en senioren, voeding en kankerpreventie, Sportvoeding, Mineralen en sporenelementen, zuigelingenvoeding, Therapeutische voedingsdiëten, Zwangerschap en Voeding (U)

8

fermentatieprocessen op laboschaal (gedeeltelijk) uitvoeren.

8 8.1

Fermentatieprocessen Vlees-, zuivelprodukten, bier

9

enkele methoden beschrijven voor geuronderzoek.

9

Sensorische analyse

10

richtlijnen, normen, wetten en voorgeschreven analysemethoden opzoeken in boeken en op het internet.

10

Wetgeving


7

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Voor het programma wordt een keuze gemaakt uit deze of andere oefeningen, vermeld in de werken in de Bibliografie. Dit hangt af van de interesse, de beroepswerkzaamheden van de cursisten en de ingerichte studiebezoeken. Er worden voorbeelden gegeven uit de verschillende beroepspraktijken. Afhankelijk van de oefening kunnen de cursisten zelfstandig of in groep werken. Studiebezoeken aan bedrijven en onderzoeksinstellingen bieden de cursisten de gelegenheid om •

kennis te maken met de biotechnologische industrieën.

•

te zien in welke mate de verworven kennis en vaardigheden bruikbaar of relevant zijn voor de processen, technieken en onderzoeken die plaatsvinden in de biotechnologische industrieën en laboratoria.

DIDACTISCHE HULPMIDDELEN De oefeningen vinden plaats in laboratoria die over de standaarduitrusting beschikken voor microbiologie, biochemie, chemie, levensmiddelenonderzoek, milieuonderzoek en fermentatieprocessen. Nodig zijn o.m. fermentor, apparatuur voor elektroforese, chromatografie, microtitratie, wateranalyse, zuivelonderzoek, in vitrocultuur, bakkerijtechnologie, rheologisch onderzoek, software voor de bediening en ondersteuning van apparatuur, en voor demonstraties. Er wordt gebruikgemaakt van de video, ter beschikking gesteld door het Centrum voor Medische Fertiliteit, VUB en van brochures en video’s, afkomstig van Beroepsverenigingen, Bedrijven en wetenschappelijke instellingen.


EVALUATIE De cursisten worden beoordeeld op hun voorbereiding van en aanwezigheid in het practicum en het leveren van een correct verslag: grote aandacht wordt hierbij besteed aan de persoonlijke bijdragen, zoals een beperkte literatuurstudie, interpretatie van de bekomen resultaten en vergelijking met bestaande situaties, uiteraard het kennen en respecteren van de veiligheidsvoorschriften. Ook hun actieve aanwezigheid bij studiebezoeken wordt geëvalueerd. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: Hoofding (school, afdeling, naam, datum) Titel oefening + doelstelling Reactievergelijking Praktische handelingen Waarnemingen Berekeningen (in chronologische volgorde) Besluit (resultaat) Algemene opmaak Het werk van de cursisten in het labo wordt permanent geëvalueerd volgens volgende criteria: Labo-jas bij zich hebben Veiligheidsbril dragen Vod, notitieboekje, spatel bijhebben Netjes houden van de labo-tafel Reinigen van het gebruikte glaswerk en materiaal Algemene houding Kunnen antwoorden op vragen in verband met het practicum

8


BIBLIOGRAFIE Bioveiligheid in het laboratorium, VIB Brochures Biotechnologie Beter Begrijpen, uitgaven van het Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie: Wat is biotechnologie? Biotechnologie in landbouw en voeding Biotechnologie en gezondheid Klonen Aan genen zijde, over overerving bij de mens Biotech-gids Lespakket Biotechnologie Biotechnologie in de praktijk, Biotechnology by Open Learning, Open Universiteit Heerlen Oefeningen Biotechnologie, S. Werbrouck, Hogeschool Gent, cursistencursus Oefeningen Enzymologie, R. Rogiers,

Hogeschool Gent, cursistencursus.

Oefeningen Levensmiddelenonderzoek, J. Seghers, Hogeschool Gent, cursistencursus. Protocols van de producenten van testen: Boehringer, Bio-Rad, Xiagen Paardenvoeding Brochure en programma Hipporan, Hippowin, Ministerie van Landbouw Spectrometrie, Braam Milieucompendium, VITO Op het web http://crystal.feo.hvu.nl/LNECB home http://ncbe.reading.ac.uk http://murdoch.rch.unimelb.edu.au http://bio.org/bioed/welcome.html http://biotechnologie.net http://biosafety.ihe.be

9

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Immunologie en celtechnologie (leerjaar 3: 1 lestijd/week)


1


2

VISIE Specifiek De productie van specifieke antilichamen en de kennis van immunologische reacties op genetisch gemanipuleerde cellen, weefsels en organen nemen steeds in belang toe en de cursist dient te beschikken over een basiskennis immunologie om de diverse taken te kunnen uitvoeren in de biotechnologische bedrijven. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie- en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de TeHOKT-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de TeHOKT-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de TeHOKT-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de TeHOKTBiotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De TeHOKT-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De TeHOKT-Biotechnoloog kan werken in teamverband.


3

BEGINSITUATIE Specifiek De cursist heeft kennis van biochemie, algemene microbiologie, enzymologie en macromoleculaire biologie. Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische en commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


4

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Dit vak biedt de cursist een blik in het complexe web van het immunologisch systeem van mens en zoogdier, zodat een algemeen beeld kan gevormd worden van immunologische reacties. De cursisten leren hoe antilichamen geproduceerd kunnen worden en welke gevolgen genetische manipulaties van cellen, weefsels, organen en organismen kunnen hebben. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


5


LEERINHOUDEN


onderscheid weergeven tussen beide vormen van immuniteit.

1

Adaptieve en aangeboren immuniteit

de verschillende cellen en verbindingen bespreken bij deze vormen van immuniteit. 2

de rol en betekenis van de verschillende cellen betrokken bij deze respons uitdiepen.

2

Cellen betrokken bij de immuunrespons

3

schematisch het lymfoïd systeem bespreken.

3

Het lymfoïd systeem

4

structuur en functie van MHC bespreken.

4

MHC

5

een structuur-functie relatie leggen.

5 5.1

Moleculen die antigenen herkennen Immunoglobulinen

5.2

T-cel receptoren

6

weergeven hoe Abs gevormd worden.

6

Het ontstaan van diversiteit van herkenning

7

uitleggen hoe Abs en celreceptoren Ags herkennen en binden.

7 7.1

Antigeenherkenning Ag-Ab binding

7.2

Variabele en constante gebieden

8

onderscheid geven tussen primaire en secundaire Ab-respons. de interacties tussen de verschillende betrokken cellen schematisch weergeven.

9

8 Samenwerking van cellen in de immune respons Primaire en secundaire immune respons Interacties

de rol van de betrokken cellen bespreken en kunnen aangeven welke 9 verbindingen gevormd worden bij een dergelijke respons. 9.1

Celgebonden immune respons T-cel functies

9.2

Antigeen presenterende cellen

9.3

Netwerken

10

op een eenvoudige manier de regulatie bespreken.

10

Regulatie van de immune respons

11

schematisch de genetische controle bespreken.

11

Genetische controle van de immuniteit


6


LEERINHOUDEN


uitleggen wat tolerantie is en hoe deze verworven kan worden.

12

Immunologische tolerantie

13

rol en werking complementsysteem uitleggen.

13

Complementsysteem

14

de oorsprong en ontwikkeling van immuuncellen schematisch bespreken.

14

Ontwikkeling van het immuunsysteem

15

immuniteit bij vertebraten en invertebraten bespreken.

15

Evolutie van de immuniteit

16

uitleggen hoe het immuunsysteem reageert op de diverse vormen van infectie.

16

Immuniteit ten opzichte van virussen, bacteriën en fungi

17

Immuniteit ten opzichte van protozoa en wormen

weergeven hoe een vaccin ontwikkeld en geproduceerd wordt. 17

uitleggen hoe het immuunsysteem op de diverse vormen van infectie reageert. weergeven hoe een vaccin ontwikkeld en geproduceerd wordt.

18

aantonen hoe tumorcellen worden herkend door het immuunsysteem.

18

Tumorimmunologie

19

de verschillende vormen van overgevoeligheid bespreken.

19

Overgevoeligheid

20

een aantal auto-immune ziekten bespreken.

20

Auto-immuniteit en auto-immune ziekten

21

de problemen bij transplantatie bespreken.

21

Transplantatie en afstoting

22 22.1

Immunologische technieken Ag-Ab interacties

22.2

Isolatie van zuivere Ab

22.3

Complementtesten

22.4

Isolatie van lymfocytenpopulaties

22.5

Effectorcel testen

uitleggen wat immunosuppressie inhoudt. 22

technieken uitleggen.

23

weergeven hoe Abs genetisch gemanipuleerd kunnen worden.

23

Genetische manipulatie van antilichamen

24

de techniek bespreken.

24

Hybridomatechnologie


7


LEERINHOUDEN


het belang van extracellulaire oligosachariden bespreken.

25

26

het gedrag van dierlijke cellen bespreken.

26 Analytische cytologie Gedrag van de dierlijke cel

weergeven hoe een cel omgevormd wordt tot een kwaadaardige cel.

Glycobiologie en het immuunsysteem

Omvorming tot een kwaadaardige cel 27

de verschillende vormen van de techniek met elkaar vergelijken en bespreken.

27

ELISA


8

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


DIDACTISCHE HULPMIDDELEN Cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen, bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


EVALUATIE Er wordt een schriftelijk examen met keuzemogelijkheden in de vragen en een open boek examen in verband met een technisch-wetenschappelijke tekst afgenomen.

9


BIBLIOGRAFIE 1. Essential Immunology Ivan Roitt


2. Immunology Ivan Roitt


3. Hybridoma Technology P. De Batselier (VUB-Graduate School) 4. Analytical Cytology H. Verschueren (VUB-Graduate School)

10

OSP – HOKT – Afdeling Biotechnologie Eindwerk (leerjaar 3: 3 lestijden/week)

11



12

VISIE Specifiek Een eindwerk fungeert als sluitstuk voor een opleiding in het hoger onderwijs. D.m.v. dit eindwerk bewijzen de cursisten hun maturiteit in verband met het formuleren van doelstelling(en), planning, organisatie, zelfstandig werken, overleg en bijsturing. Bij voorkeur wordt het eindwerk georganiseerd in samenwerking met een bedrijf. Algemeen Het betreft een driejarige opleiding, a rato van 12 lestijden per week op een 40 weken basis, waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In het eerste jaar, gemeenschappelijk georganiseerd met Chemie en Kunststoffentechnologie (CKT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In het tweede jaar is er nog een gemeenschappelijke stam met CKT wat betreft de basiskennis, maar wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Het derde jaar is volledig toepassingsgericht. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Biotechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de Biotechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouw en de agrarische sector behoren tot het mogelijke werkterrein van de Biotechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de Biotechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de Biotechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De Biotechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische en biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De Biotechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type kan werken in teamverband.


13

BEGINSITUATIE Specifiek Het eindwerk neemt een aanvang na het beëindigen van het tweede jaar. De cursist wordt gestimuleerd om zelf een onderwerp en daarbij horende doelstellingen te formuleren. In het eerste semester van het derde jaar ligt het zwaartepunt vooral bij de voorafgaande literatuurstudie. In het tweede semester ligt de nadruk voornamelijk op de praktische uitwerking, laboratoriumwerk, onderzoekswerk, verwerking van resultaten, toetsing van resultaten en conclusies aan de literatuur (in de meest brede betekenis). Algemeen De opleiding Biotechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemiewetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


14

ALGEMENE DOELSTELLINGEN Specifiek Cursisten dienen een uitgebreide literatuurstudie te koppelen aan praktisch werk (indien mogelijk). Het eindwerk wordt door de cursist op een volledig zelfstandige basis uitgewerkt, dit onder supervisie van een eindwerkpromotor (op de school) en een eindwerkbegeleider (indien het eindwerk in samenwerking met een bedrijf gebeurt). Onderwerp, doelstelling(en), uitwerking, besluitvorming, en dergelijke worden planmatig uitgevoerd. Voor de uitgebreide literatuurstudie worden alle gangbare bronnen geconsulteerd: bibliotheekwerken, algemene en vakspecifieke tijdschriften en internetadressen. Wanneer het eindwerk niet verloopt in samenwerking met een bedrijf zal de cursist contact zoeken met bedrijven uit het werkveld om het eindwerk beter te stofferen. Algemeen De opleiding Biotechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


15


LEERINHOUDEN


op zelfstandige basis onderwerp en doelstelling(en) formuleren. het eindwerk zelfstandig uitwerken.

1 1.1

rapporteren. commentaar, opmerkingen en aanmerkingen verwerken.

reproduceerbare wijze en toepassingsgebied 1.2

resultaten formuleren en mondeling voorstellen. zelfstandig tot een besluitvorming komen.

Afhankelijk van het gekozen onderwerp. Enkele voorbeelden: Validatie van ELISA: pTAU-proces. Overzicht productie op Sportvoeding en sportdranken: een literatuurstudie. Fysiologische en biochemische processen

1.3

Kwaliteitsbepalingen op rauwe melk. Welke testen – Waarom? – Wetgeving – Antibioticatesten

1.4

Het fenomeen “Vetbloem” bij chocolade: een literatuurstudie

1.5

Onderzoek naar genetische ziektebeelden bij varkens d.m.v. PCR-analyse

1.6

Extractie en zuivering via kristallisatie van een component uit het sap van Aloë-species

1.7

Onderzoek naar de parameters die het reologische gedrag van chocolade beïnvloeden

1.8

Overzicht van gebruikte stimulerende middelen in de sportwereld. – EPO en Groeihormonen. Een literatuurstudie

1.9

Enzymatische methoden voor salmonellabepaling in “environmental samples”

1.10

Vergelijkend onderzoek van verschillende diagnostische HIV-testen van Innogenetics


16

METHODOLOGISCHE WENKEN PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Na het formuleren van een eindwerkvoorstel door de cursist neemt de stagecoördinator contact op met het begeleidende bedrijf (voorgestelde eindwerkbegeleider) en de cursist om samen het voorstel te bespreken en tot een duidelijke aflijning van het eindwerkonderp te komen. De opvolging van het eindwerk gebeurt o.a. door maandelijkse rapportering naar de einwerkpromotor en eindwerkbegeleider. Hierin worden de vorderingen nauwgezet besproken en weergegeven. Door commentaar, opmerkingen en aanmerkingen wordt de cursist bijgestuurd. Indien nodig volgt een tussentijds contact. In het tweede semester wordt er tussentijds geëvalueerd d.m.v. een overleg tussen eindwerkpromotor en cursist. De eindwerkbegeleider evalueert de vorderingen van het eindwerk a.d.h.v. een formulier. De cursist stelt de vorderingen mondeling voor. In het laatste deel van het eindwerk wordt er opnieuw overlegd tussen eindwerkpromotor, eindwerkbegeleider en cursist. Uiteraard zijn tussentijdse overlegmomenten mogelijk door eenvoudige afspraak. De keuze van het onderwerp van het eindwerk gebeurt in overleg met de lectoren. Het onderwerp dient zeker verband te houden met “BIOTECHNOLOGIE”, is actueel en heeft oog voor toekomstperspectieven. Een onderwerp kan opgelegd worden of de keuze tussen verschillende onderwerpen kan geboden worden. Een cursist kan altijd een voorstel indienen of zelf een externe promotor voorstellen. Na 30 september (van het lopende academiejaar) wordt het onderwerp van het eindwerk in principe niet meer gewijzigd. De “opdracht” wordt vastgelegd. In de opdracht staan vermeld: een precieze omschrijving van het eindwerkonderwerp (uiteraard na overleg met de betrokken lectoren), doelstellingen, einddatum (15 mei van het lopende academiejaar – inleveren 30 mei). Deze opdracht kan in de loop van het jaar aangepast worden aan de hand van de evolutie van de uitwerking. De opdracht situeert zich op het niveau van “Hoger Onderwijs van één cyclus (HOKT-A1- Graduaat)”. Het doel van het eindwerk kan een literatuurstudie inhouden, al dan niet gecombineerd met praktisch werk. Dit moet dan ook blijken uit de inhoud van het eindwerk. Het is zeker niet de bedoeling een hele papierberg te produceren, doch de inhoud is belangrijk. Overschrijven is uit den boze (PLAGIAAT !!!). Citaten kunnen d.m.v. bibliografische verwijzing verwerkt worden. De nodige schema’s, overzichten en figuren worden voorzien zodat een goed gestructureerd geheel ontstaat. Samenwerking met bedrijven is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Het eindwerk zal bijdragen tot zelfevaluatie en laat de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en bij te sturen.

DIDACTISCHE HULPMIDDELEN De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en Cd-rom’s dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


17

EVALUATIE Evaluatiecriteria De eindexamens maken 2/3 van de punten uit van het totaal. Het eindwerk telt voor 1/3 mee. Het eindwerk dient na de eindexamens voorgesteld te worden voor een examenjury. Hierin zetelen alle lectoren die lesgeven in het eindjaar, eventueel aangevuld met externe promotoren, externe juryleden en commissarissen. Puntenverdeling: totaal = 100 punten jaarwerk: 30 punten; (eindwerkpromotor en -begeleider) inhoud:

40 punten; (eindwerkpromotor en -begeleider; commissaris)

presentatie:

10 punten; (jury)

verdediging:

20 punten; (jury)


18

BIBLIOGRAFIE •

Leidraad voor het eindwerk, rapporten, technische verslagen. Willy Eemans

•

College Writer Prentice Hall

•

Schriftelijk rapporteren

Education Development Center

Dr. ir. H. De Boer, e.a. Het Spectrum

ISBN 0-13-695884-2

VOLWASSENENONDERWIJS

Recommend Documents