Diagnostyka molekularna środowiska 2600-DM-DMS-2-S2

Heterogenność środowiska glebowego podkreśla potrzebę analizy dystrybucji przestrzennej i aktywności mikroorganizmów. Ponieważ w ciągu ostatnich lat nastąpił istotny postęp w rozwoju metod diagnostycznych, konieczne jest przedstawienie najbardziej aktualnych spośród nich.
Treści przedmiotu mają przybliżyć molekularne metody diagnostyczne stosowane do oceny stanu środowiska na podstawie badania zbiorowisk mikroorganizmów. Służyć temu będą techniki analiz metagenomowych. Przedstawione będą metody oparte na wykrywaniu specyficznych sekwencji kwasu nukleinowego, uzyskanego z komórek bakterii i grzybów glebowych (sekwencjonowanie bibliotek amplikonów genów markerowych - 16/18S rDNA i sekwencje ITS).
Marker cząsteczek używanych w filogenetycznej identyfikacji i charakterystyce komórek prokariotycznych (16S i 23S rRNA) nie tylko pełni ważną rolę w fizjologii komórek lecz również reprezentowany jest w wielu kopiach w aktywnych fizjologicznie komórkach. W molekularnej identyfikacji mikroorganizmów glebowych coraz częściej stosuje się markery genowe. Wprowadzenie takich markerów do specyficznych mikroorganizmów pozwala określić liczebność bakterii wprowadzanych do środowiska. Markery te są kompatybilne z analizą nawet w skali pojedynczej komórki i często kodują białka fluorescencyjne (GFP) lub enzymy uczestniczące w bioluminiscencji (gen lux).
Badania na proponowanym poziomie są fundamentalne dla charakterystyki mikronisz składających się na wysoce heterogenne środowisko glebowe.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (30 godz.): - obecność na wykładzie – 10 godz. - udział w ćwiczeniach laboratoryjnych – 20 godz. Czas poświęcony na pracę indywidualna studenta (70 godz.) : - praca własna studenta - 50 h -- przygotowanie do zajęć, uzupełnienie notatek, zapoznanie się z literaturą przedmiotu - 20 h Łącznie: 100 godzin (4 ECTS) .

Efekty uczenia się - wiedza

W1 – zna możliwości zastosowania biologii molekularnej w diagnostyce środowiska – K_W07 W2 – zna podstawowe pojęcia z biologii molekularnej, wykorzystywane w diagnostyce środowiska – K_W08 W3 - zna możliwości i ograniczenia dotyczące technik diagnostyki molekularnej środowiska – K-W12 W4 - ma pogłębioną wiedzę z genetyki, mikrobiologii i biologii molekularnej, umożliwiającą pracę w zakresie diagnostyki molekularnej środowiska – K_W19 W5 - ma wiedzę dotyczącą sposobu przygotowywania prezentacji, raportów i opracowań wyników analizy molekularnej środowiska – K_W20 W6 - definiuje zadanie lub problem badawczy i dobiera właściwe metody do wykonania analizy molekularnej środowiska – K_W21 W7 - Zna heterogenność środowisk naturalnych i potrzebę identyfikacji oraz określania aktywności specyficznych organizmów - K_W06 W8 - Posiada wiedzę o możliwości zastosowania nowoczesnych technik do analiz mikroorganizmów w glebie - K_W07 W9 - Potrafi scharakteryzować bioróżnorodność w mikroniszach ekologicznych - K_W08 W10 - Zna nowoczesne techniki identyfikacji drobnoustrojów, takie jak cytometria przepływowa, sekwencjonowanie genów markerowych, GC-MS, markery genowe - K_W01

Efekty uczenia się - umiejętności

U1 - potrafi samodzielnie zaprojektować i wykonać diagnozę stanu środowiska wykorzystując techniki biologii molekularnej, biochemii, analityki i mikrobiologii – K_U01 U2 - jest zdolny do wykonania diagnostyki molekularnej środowiska pracując indywidualnie oraz w grupie – K_U2 U3 – wykonując analizy środowiskowe posługuje się odpowiednimi normami referencyjnymi i walidacyjnymi oraz pracuje zgodnie z wymogami Dobrej Praktyki Laboratoryjnej (GLP) – K_U07 U4 - potrafi wykorzystać wiedzę dotyczącą możliwości i ograniczeń technik stosowanych w diagnostyce molekularnej środowiska – K_U11 U5 - potrafi wybrać i zastosować odpowiednie metody w analizie molekularnej środowiska oraz zinterpretować otrzymane wyniki – K_U12 U6 - posługuje się specjalistyczną terminologią oraz nomenklaturą biologiczną i terminami specjalistycznymi z zakresu diagnostyki molekularnej środowiska – K_U13 U7 - potrafi sporządzać i prezentować referaty, raporty, dokumentację analiz i ekspertyz z zakresu diagnostyki molekularnej środowiska posługując się poprawną terminologią naukową i specjalistyczną – K_U14 U8 - potrafi przygotować materiał biologiczny do celów diagnostyki molekularnej środowiska – K_U16

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1 - ma świadomość konieczności ciągłego poszerzania wiedzy i znajomości metod w zakresie diagnostyki molekularnej środowiska – K_K05 K2 - rozumie pozatechniczne skutki działalności diagnosty molekularnego i odpowiedzialności związanej z diagnostyką stanu środowiska, w szczególności wpływu na środowisko i zdrowie ludzi – K_K08 K3 - potrafi wykonywać analizy środowiskowe w zespole, kierując i koordynując działania zespołu i wykonując powierzone zadania – K_K09 K4 - krytycznie analizuje wyniki własnych analiz środowiskowych i wyniki pracy innych autorów i ma świadomość konieczności podejmowania działań podnoszących jakość i efektywność wykonywanych analiz środowiskowych – K_K10

Metody dydaktyczne

Prezentacje multimedialne, zajęcia laboratoryjne z instrukcją, samodzielne wykonywanie ćwiczeń.

Metody dydaktyczne eksponujące

- pokaz

Metody dydaktyczne podające

- opis
- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące

- ćwiczeniowa
- doświadczeń
- referatu
- laboratoryjna

Metody dydaktyczne w kształceniu online

- metody służące prezentacji treści

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Znajomość mikrobiologii

Koordynatorzy przedmiotu

Edyta Deja-Sikora

Literatura

Najnowsze prace naukowe wskazane przez osobę prowadzącą zajęcia i służące uzupełnieniu wiedzy z zakresu omawianych zagadnień.

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 2600-DM-DMS-2-S2 w USOSweb