Инженерные биологические системы

  • биология
  • химия
  • Дает 100 баллов на ЕГЭ

Профиль «Инженерные биологические системы» и его подпрофили «Агробиотехнологии» и «Геномное редактирование» направлены на решение практических биологических задач на всех возможных уровнях организации жизни: от молекулярно-генетического до организменного и биоценозного. Участники Олимпиады погрузятся в реализацию комплексных междисциплинарных проектов на стыке ключевых естественных наук: биологии, химии и физики с применением современных биоинженерных, биоинформатических и математических подходов.

Этот профиль включен в перечень Российского совета олимпиад школьников и приносит бонусы при поступлении в вузы (какие конкретно — зависит от правил приема  вуза).

Количество человек в команде: 3-4 (Агробиотехнологии), 2-3 (Геномное редактирование)

 Разработчики: Московский Политех, ИХБФМ (Новосибирск), МФТИ, «Фонд новых форм развития образования», сеть детских технопарков «Кванториум»

Подпрофиль «Агробиотехнологии»

9 класс

Состав команды (3-4 человека):

  1. Эксперт-биолог (до 2 человек).
  2. Программист (Алгоритмирование).
  3. Инженер (монтаж дополнительных модулей).

10-11 класс

Состав команды (3 человека):

  1. Микробиолог (лабораторная работа) 2 человека
  2. Биоинформатик (обработка результатов) 1-2 человека

 

Подпрофиль «Геномное редактирование»

Подпрофиль ориентирован на программу 10-11 классов

Оптимальный состав команды (3 человека):

  1. Молекулярный биолог (лабораторная работа), 2 человека
  2. Биоинформатик (обработка результатов NGS)

Отборочные этапы

Отборочный этап будет проводиться в виде классической предметной олимпиады по биологии и химии. Задачи прорабатываются отдельно для двух возрастных групп: 9 класс и 10–11 класс. Задачи по биологии будут включать вопросы по ботанике высших и низших растений, зоологии беспозвоночных и позвоночных животных, основам физиологии, цитологии и основам молекулярной биологии. Задачи по химии будут включать вопросы неорганической, органической и физической химии. Испытание по биологии занимает 3 часа в каждый из двух дней попыток.

На втором отборочном этапе участники решают более сложные задания междисциплинарного характера.

Заключительный этап

Подпрофиль «Агробиотехнологии»

В подпрофиле будут задачи как для 9, так и для 10-11 классов.

9 класс:

Финальное задание для участников 9-ых классов будет заключаться в оптимизации и автоматизации замкнутых биологических систем —«Аквапонических установок».

Финалистам для работы будут предоставлены запущенные аквапонные системы в минимальной комплектации и комплект дополнительных «Модулей», которые возможно интегрировать в систему.

Задания будут включать теоретическую часть (расчеты и проектирование) и практическую работу.

Примеры возможных  заданий:

  • Проектирование и оптимизация аквапонных установок
  • создание оптимальных условий для выращивания предложенных растений и аквакультуры
  • автоматизация предложенных установок. (сбор урожая, изменение Ph.. )

10-11 классы:

Старшеклассники займутся определением оптимальных штаммов нитрифицирующих бактерий в биофильтре аквапонных систем и определениес ключевых генов, определяющих важные промысловые характеристики растений (акклиматизация, скорость роста) и аквакультуры (жирность и т.п.).

Определение бактерий будет происходить на модельной смешанной культуре нитрификаторов (культура для запуска нитрификации в аквариумной системе с запатентованным и закрытым производителем составом).

Исследование генов растений и аквакультуры, отвечающих за полезные промысловые характеристики будет проводиться с применением специализированных баз данных и биоинформатических подходов.

Подпрофиль «Геномное редактирование»

Финальная задача будет ориентирована на 10-11 классы и будет направлена на изучение передовых технологий геномного редактирования с применением передовых CRISPR/CAS систем и классических подходов трансформации клеток с последующим проведения секвенирования.

Материалы для участников

При подготовке к соревнованиям по этому профилю вам пригодятся следующием навыки и знания:

Подпрофиль «Агробиотехнологии»

9 кл.

Требования к знаниям:

  • Биология: понятие биоценоза и биогеоценоза, структура трофической цепи, влияние биогенных и абиогенных факторов на существование живых организмов, зоология позвоночных и беспозвоночных животных, ботаника высших и низших растений, цитология.
  • Химия: общей и неорганической химии
  • Информатика: алгоритмирование.

Требования к практическим навыкам и компетенциям:

  • Навыки работы с измерительным оборудованием и датчиками
  • Навыки работы с компьютером
  • Навыки описания алгоритмов при помощи блок-схем

Soft skills

  • моделирование, конструирование (в ходе выполнения заданий финала командам необходимо будет предлагать новые и нестандартные решения. В том числе, внесение конструктивных улучшений в аквапонные системы)
  • работа в команде, распределение ролей.
  • поиск информации в интернете (многие вопросы имеют узкоспециализированный характер и выходят за рамки школьной программы. Однако, подсказки и необходимые данные могут быть легко найдены в интернете на специализированных сайтах)

10-11кл.

Требования к знаниям:

  • Биология: цитология, генетика, микробиология, молекулярная биология.
  • Химия: Органическая, неорганическая, физическая химия.
  • Требования к практическим навыкам и компетенциям:
  • Навыки работы с лабораторным оборудованием в области микробиологии
  • Навыки работы с клеточными культурами
  • Навыки работы с компьютером

Soft skills

  • моделирование, конструирование(в ходе выполнения заданий финала командам необходимо будет предлагать новые и нестандартные решения. В том числе, внесение конструктивных улучшений в аквапонные системы)
  • работа в команде, распределение ролей.
  • поиск информации в интернете(многие вопросы имеют узкоспециализированный характер и выходят за рамки школьной программы. Однако, подсказки и необходимые данные могут быть легко найдены в интернете на специализированных сайтах)

Подпрофиль «Геномное редактирование»

10-11кл.

Требования к знаниям:

  • Биология: молекулярная биология, биохимия, генетика
  • Химия: Органическая, неорганическая, физическая химия. Растворимость, Ph, скорость реакций.

Требования к практическим навыкам и компетенциям:

  • Навыки работы с лабораторным оборудованием в области молекулярной биологии
  • Навыки работы с реагентами
  • Навыки работы с компьютером, анализ последовательностей ДНК, выравнивание.
  • Требования к способностям и т.н. “soft skills”:
  • Способность к самообучению. В ходе выполнения заданий финала участникам необходимо будет разбираться с новыми методиками и подходами под руководством преподавателей.
  • работа в команде, распределение ролей.
  • поиск информации в интернете.(многие вопросы имеют узкоспециализированный характер и выходят за рамки школьной программы. Однако, подсказки и необходимые данные могут быть легко найдены в интернете на специализированных сайтах).

Помимо этого, мы подготовили для вас некоторые материалы для самостоятельной подготовки:

Рынки НТИ

  • FoodNet
  • HealthNet