Biotechnologia roślin i rośliny transgeniczne 2600-BRTBIOT-2-S1
Przedmiot realizowany jest w formie wykładów i ćwiczeń.
Na wykładach i ćwiczeniach będą poruszane zagadnienia związane z etapami tworzenia roślin transgenicznych oraz problemami, które im towarzyszą. Celem jest zrozumienie w jaki sposób uzyskuje się rośliny transgeniczne o ulepszonych cechach np. bardziej odpornych na herbicydy i czynniki biotyczne i abiotyczne.
Wykłady :
1. Sprawy organizacyjne i historia biotechnologii - przełomowe odkrycia, które doprowadziły do powstania i rozwoju biologii molekularnej, inżynierii genetycznej i komórkowej.
2. Etapy tworzenia roślin transgenicznych. Tworzenie kostruktu genetycznego.
3. Bezpośrednie metody transformacji roślin (wydajność metod, wybór metody w zależności od rodzaju transformowanego eksplantatu).
4. Pośrednie metody transformacji roślin – Agrobacterium tumefaciens (molekularny mechanizm transformacji).
5. Pośrednie metody transformacji roślin – Agrobacterium rhizogenes (molekularny mechanizm transformacji, composite plants).
6. Metody selekcji i regeneracji roślin transgenicznych po transformacji i problemy z tym związane.
7. Metody identyfikacji transgenu i jego ekspresji u roślin transgenicznych.
8. Geny reporterowe roślin jako narzędzie do wizualizacji lokalizacji ekspresji genu oraz badania poziomu jego ekspresji – GUS i LUC.
9. Geny reporterowe roślin jako narzędzie do wizualizacji lokalizacji ekspresji genu oraz badania poziomu jego ekspresji – GFP i jego mutanty.
10. Mutanty-tworzenie i rola w badaniach naukowych.
11. Zielona rewolucja - wykorzystanie „klasycznych” metod genetycznych w celu uzyskiwania nowych odmian roślin uprawnych. Uprawy roślin genetycznie modyfikowanych na świecie – historia i stan obecny.
12. Zielona, biała i czerwona biotechnologia. Przepisy prawne dotyczące biotechnologii i GMO obowiązujące w Unii Europejskiej i Polsce. GMO jakich nie znacie. Polskie osiągnięcia w biotechnologii.
13. Przykłady różnych modyfikacji genetycznych roślin (podniesienie oporności na choroby wirusowe, bakteryjne i grzybowe, oporność na herbicydy, niekorzystne czynniki abiotyczne – metale ciężkie, zasolenie, susza, niska i wysoka temperatura, stres oksydacyjny).
14. Przykłady różnych modyfikacji genetycznych roślin (podniesienie walorów technologicznych, odżywczych roślin, roślinne szczepionki).
15. Fakty i mity na temat GMO - wiedza i opinia społeczna na temat GMO. Korzyści i potencjalne zagrożenia wynikające z prowadzenia upraw i wykorzystywania GMO w badaniach naukowych i gospodarce człowieka.
Ćwiczenia:
1.Konstruowanie wektorów ułatwiających określenie lokalizacji i poziomu ekspresji wprowadzonych transgenów do roślin – część I.
2.Konstruowanie wektorów ułatwiających określenie lokalizacji i poziomu ekspresji wprowadzonych transgenów do roślin – część II.
3.Pośrednie metody transformacji roślin. Transformacja roślin rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana) metodą floral-dip za pomocą Agrobacterium tumefaciens. Przygotowanie pożywki MS, sterylizacja oraz selekcja transgenicznych nasion A. thaliana na pożywkach zawierających różne antybiotyki.
4.Bezpośrednie metody transformacji roślin. Transformacja roślin tytoniu (Nicotiana tabacum) metodą krążków liściowych za pomocą Agrobacterium tumefaciens.
5.Analiza wydajności transformacji Arabidopsis thaliana metodą floral-dip za pomocą Agrobacterium tumefaciens oraz przeniesienie transformantów do kultury in vivo.
Gen reporterowy: GUS - jako narzędzie wizualnej lokalizacji ekspresji wprowadzonych transgenów. Analiza lokalizacji i poziomu ekspresji genów u wybranych roślin transgenicznych, zawierających gen reporterowy GUS – część I. Kolokwium (ćwiczenia od 1 do 4)
6.Geny reporterowe: GUS, GFP, YFP, CFP, RFP, LUC - jako narzędzia wizualnej lokalizacji ekspresji wprowadzonych genów. Analiza lokalizacji i poziomu ekspresji genów u wybranych roślin transgenicznych, zawierających gen reporterowy GUS lub GFP.
7.Mutanty - ich uzyskiwanie oraz znaczenie w badaniach naukowych. Analiza fenotypu wybranych mutantów auksynowych i mutantów fotomorfogenetycznych A. thaliana.
8.Regeneracja linii stransformowanych roślin tytoniu (Nicotiana tabacum) metodą krążków liściowych za pomocą Agrobacterium tumefaciens. Problemy regeneracji roślin. Analiza wydajności transformacji. Kolokwium (ćwiczenia od 5 do 8)
9.Przedstawienie referatów przez studentów na temat: ,,Roślina genetycznie zmodyfikowana”
10.Przedstawienie referatów przez studentów na temat: ,,Roślina genetycznie zmodyfikowana”.
Ćwiczenia laboratoryjne będę obejmować wstęp teoretyczny do ćwiczeń – (w formie prezentacji multimedialnej), omówienie poszczególnych metod, dyskusję. Studenci będą wykonywać eksperymenty zgodnie z instrukcją do ćwiczeń w 2-3 osobowych zespołach w obecności prowadzącego zajęcia.
Po wykonanym eksperymencie studenci omawiają i analizują uzyskane wyniki.
Całkowity nakład pracy studenta
Efekty uczenia się - wiedza
Efekty uczenia się - umiejętności
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne
Metody dydaktyczne
Metody dydaktyczne eksponujące
Metody dydaktyczne podające
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy
- pogadanka
Metody dydaktyczne poszukujące
- klasyczna metoda problemowa
- doświadczeń
- projektu
- laboratoryjna
- referatu
- ćwiczeniowa
Rodzaj przedmiotu
Wymagania wstępne
Koordynatorzy przedmiotu
Kryteria oceniania
Kryteria oceniania
zaliczenie wykładów: egzamin pisemny w formie testu do uzupełnienia, wymagany próg na ocenę dostateczną - 55-60%, 61-70% - dostateczny plus, 71-80% - dobry, 81-90% - dobry plus, 91-100% - bardzo dobry.
zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych: dwa pisemne kolokwia kontrolne, obejmujące tematykę zajęć realizowanych na zajęciach,ocena za przygotowanie i przedstawienie prezentacji w Programie Power Point na podstawie anglojęzycznej publikacji - Roślina transgeniczna, ocena ciągła (bieżące przygotowanie studentów do zajęć i ich aktywność); ocena końcowa wyliczana jako średnia uzyskanych ocen; do 3,39 – dostateczny, 3,40-3,74 – dostateczny plus, 3,75-4,19 – dobry, 4,20-4,50 – dobry plus, powyżej 4,50 – bardzo dobry.
Literatura
Literatura podstawowa:
-wykłady prowadzącego
-Chawla H.S. Introduction to plant biotechnology, Science Publisher, 2004
-Malepszy Stefan, Biotechnologia roślin., Wydawnictwo Naukowe PWN, (wydanie I i II), Warszawa, 2001 i 2009
-Berg J. M., Stryer L., Tymoczko J. L., Biochemia. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009
-Alberts Bruce, Bray Dennis, Hopkin Karen i inni, Podstawy biologii komórki tom 1-2., Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009
-Legocki A.,Transformowanie i regeneracja roślin. PAN, 1990
Literatura uzupełniająca:
Kopcewicz J., Legocki St. Fizjologia roślin Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: