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GATE Biotechnologyシラバス

件名コード：BT

コース構成

Sections/Units	Topics
Section A	Engineering Mathematics
Section B	General Biotechnology
Unit 1	Biochemistry
Unit 2	Microbiology
Unit 3	Cell Biology
Unit 4	Molecular Biology and Genetics
Unit 5	Analytical Techniques
Unit 6	Immunology
Unit 7	Bioinformatics
Section C	Recombinant DNA Technology
Section D	Plant and Animal Biotechnology
Section E	Bioprocess Engineering and Process Biotechnology

コースシラバス

セクションA：工学数学

• 線形代数-
• 行列と行列式
• 線形方程式のシステム
• 固有値と固有ベクトル
• 微積分-
• 制限、連続性、微分可能性
• 偏微分
• 最大値と最小値
• シーケンスとシリーズ
• 収束のテスト
• フーリエ級数
• 微分方程式-
• 線形および非線形の1次ODE
• 定数係数の高次ODE
• コーシーとオイラーの方程式
• ラプラス変換
• PDE-ラプラス
• 熱および波動方程式
• 確率と統計-
• 平均、中央値、モード、標準偏差
• ランダム変数
• ポアソン
• 正規分布および二項分布
• 相関および回帰分析
• 数値法-
• 線形および非線形代数方程式の解
• 台形とシンプソンのルールの統合
• 微分方程式のシングルおよびマルチステップ法

セクションB：一般的なバイオテクノロジー

ユニット1：生化学

• 生体分子-構造と機能-
• 生体膜
• 構造
• 活動電位
• 輸送プロセス
• 酵素-
• 分類
• 動態と作用機序
• 代謝の基本概念と設計-
• 炭水化物
• 脂質
• アミノ酸
• 核酸
• 光合成
• 呼吸
• 電子輸送チェーン
• 生体エネルギー

ユニット2：微生物学

• ウイルス-構造と分類
• 微生物の分類と多様性（細菌、藻類、真菌）
• 微生物学の方法
• 微生物の成長と栄養
• 好気性および嫌気性呼吸
• 窒素固定
• 微生物病と宿主病原体相互作用

ユニット3：細胞生物学

• 原核生物および真核生物の細胞構造
• 細胞周期と細胞増殖制御
• セル間通信
• 細胞シグナル伝達とシグナル伝達

ユニット4：分子生物学と遺伝学

• 遺伝子と染色体の分子構造
• 突然変異と突然変異誘発
• 原核生物および真核生物における核酸の複製、転写、翻訳、およびそれらの調節機構
• メンデル遺伝
• 遺伝子相互作用
• 補完
• 連鎖、組換え、染色体マッピング
• 余分な染色体継承
• 微生物遺伝学（プラスミド、形質転換、形質導入、接合）
• 水平方向の遺伝子導入と転移因子
• RNA干渉
• DNAの損傷と修復
• 染色体変異
• 遺伝病の分子基盤

ユニット5：分析手法

• 顕微鏡の原理-光、電子、蛍光、共焦点
• 遠心分離-高速および超
• 分光法の原理-
• UV
• 見える
• CD
• IR
• FTIR
• ラマン
• MS
• NMR
• クロマトグラフィーの原理-
• イオン交換
• ゲルろ過
• 疎水性相互作用
• 親和性
• GC
• HPLC
• FPLC
• 電気泳動
• マイクロアレイ

ユニット6：免疫学

• 免疫学の歴史
• 自然免疫、液性免疫および細胞性免疫
• 抗原
• 抗体の構造と機能
• 抗体多様性の分子基盤
• 抗体の合成と分泌
• 抗原抗体反応
• 補体
• 一次および二次リンパ器官
• BおよびT細胞とマクロファージ
• 主要組織適合性複合体（MHC）
• 抗原の処理と提示
• ポリクローナルおよびモノクローナル抗体
• 免疫応答の調節
• 免疫寛容
• 過敏症
• 自己免疫
• 移植片対宿主反応

ユニット7：バイオインフォマティクス

• 主要なバイオインフォマティクスのリソースと検索ツール
• 配列および構造データベース
• シーケンス分析-
• 生体分子配列ファイル形式
• スコアリング行列
• 配列アライメント
• 系統発生
• ゲノムおよびプロテオミクス研究用のデータマイニングおよび分析ツール
• 分子動力学とシミュレーション（力場、タンパク質-タンパク質、タンパク質-核酸、タンパク質-リガンド相互作用を含む基本概念）

セクションC：組換えDNAテクノロジー

• 制限酵素と修飾酵素
• ベクトル;プラスミド、バクテリオファージおよびその他のウイルスベクター、コスミド、Tiプラスミド、酵母人工染色体
• 哺乳類および植物発現ベクター
• cDNAおよびゲノムDNAライブラリ
• 遺伝子の単離、クローニング、発現
• トランスポゾンと遺伝子ターゲティング
• DNA標識
• DNAシーケンス
• ポリメラーゼ連鎖反応
• DNAフィンガープリンティング
• サザンブロッティングとノーザンブロッティング
• In-situハイブリダイゼーション
• RAPD、RFLP
• 部位特異的突然変異誘発
• 遺伝子導入技術
• 遺伝子治療

セクションD：植物および動物バイオテクノロジー

• 全能性
• 植物の再生
• 植物成長調整剤およびエリシター
• 組織培養および細胞浮遊培養システム-
• 方法論
• 成長の速度論
• 栄養素の最適化
• 植物懸濁培養による二次代謝産物の生産
• 毛深い根の文化
• トランスジェニック植物
• 産業的に重要な植物製品

動物細胞培養

• 培地組成と成長条件
• 動物細胞および組織の保存
• 足場および非足場依存性細胞培養
• 細胞増殖の速度論
• マイクロおよびマクロキャリア培養
• ハイブリドーマ技術
• 幹細胞技術
• 動物のクローニング
• トランスジェニック動物

セクションE：バイオプロセス工学およびプロセスバイオテクノロジー

• 生物系に適用される化学工学の原理-
• 原子炉設計の原理
• 理想的で理想的でない多相バイオリアクター
• 質量および熱伝達
• 発酵液のレオロジー、曝気および撹拌
• メディアの定式化と最適化
• 微生物の増殖、基質の利用および生成物形成の速度論
• 空気と媒体の滅菌
• バッチ、流加および連続プロセス
• さまざまなタイプの微生物および酵素リアクター
• 計装制御と最適化
• 固液分離および液液抽出の単位操作
• プロセスのスケールアップ、経済性および実現可能性の分析

バイオプロセスの工学原理

• 上流生産と下流
• ラボから工業規模までのバイオプロセスの設計と開発
• 微生物、動物および植物細胞培養プラットフォーム
• バイオマスおよび一次/二次代謝産物の生産
• バイオ燃料、バイオプラスチック、工業用酵素、抗生物質
• 組換えタンパク質の大規模生産と精製
• クロマトグラフィーおよび膜ベースのバイオ分離法の産業応用
• 生物変換プロセスのための生体触媒（酵素と細胞）の固定化
• バイオレメディエーション-固体/液体廃棄物の安定化のための好気性および嫌気性プロセス

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