Uniwersytet Warszawski - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Mikrobiologia w ochronie środowiska

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1400-113MIKwOS Kod Erasmus / ISCED: 13.4 / (0511) Biologia
Nazwa przedmiotu: Mikrobiologia w ochronie środowiska
Jednostka: Wydział Biologii
Grupy: Przedmioty obowiązkowe, OCHRONA ŚRODOWISKA, II rok, I stopień
Punkty ECTS i inne: 6.00
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Założenia (opisowo):

Zaliczenie przedmiotów obowiązkowych na I roku studiów I stopnia na kierunku Ochrona Środowiska Wydziału Biologii. Dla innych studentów Wydziału Biologii i Studiów Międzywydziałowych wystarczająca jest znajomość biologii na poziomie licealnym w zakresie rozszerzonym

Skrócony opis:

Wykład: Ogólna charakterystyka mikroorganizmów i wirusów występujących w różnych typach środowisk z uwzględnieniem środowisk zanieczyszczonych i zdegradowanych. Budowa i fizjologia prokariontów. Przystosowania mikroorganizmów do środowiska. Rola mikroorganizmów w przeciwdziałaniu procesom eutrofizacji i w zagrożeniach jakie stwarzają dla innych organizmów i człowieka. Rola w oczyszczaniu ścieków i rekultywacji środowisk zdegradowanych.

Laboratorium: Techniki mikrobiologiczne. Izolowanie mikroorganizmów z różnych środowisk. Obserwacje mikroskopowe form morfologicznych bakterii. Udział bakterii w przemianach metabolicznych zachodzących w środowiskach. Bakteryjne skażenie wód i żywności. Wpływ czynników środowiskowych na rozwój mikroorganizmów. Metody wizualizacji i identyfikacji mikroorganizmów; mikroskopia fluorescencyjna, komputerowa analiza obrazu i pomiar aktywności mikroorganizmów. Analizy molekularne i immunoenzymatyczne w monitoringu toksycznych cyanobakterii.

Pełny opis:

Wykład – część I

1. Ogólna charakterystyka mikroorganizmów: taksonomia, różnorodność, cechy wspólne i unikatowe, rozprzestrzenienie, udział w przemianach biosfery.

Wirusy.

2. Budowa komórki prokariotycznej oraz rola struktur komórkowych w funkcjonowaniu w różnych środowiskach.

3. Różnorodność i unikatowość metaboliczna mikroorganizmów – cz. 1

źródła węgla i energii, typy pokarmowe, źródła innych pierwiastków biogennych, wiązanie azotu, fermentacje, oddychanie tlenowe

i beztlenowe.

4. Różnorodność i unikatowość metaboliczna mikroorganizmów – cz. 2

chemolitoautotrofia , metylotrofia,

5. Wpływ fizykochemicznych czynników środowiskowych na mikroorganizmy prokariotyczne. Skrajne środowiska życia prokariotów.

6. Strategie rozwoju prokariotów: taksje, quorum sensing, biofilmy, maty, wzajemne stosunki między mikroorganizmami oraz między mikroorganizmami a makroorganizmami.

7. Skażenia wód i żywności, mechanizmy patogenności rozprzestrzenienie antybiotykoodporności wśród bakterii.

Wykład - część II

1. Metody badań stosowane w mikrobiologii środowiskowej

2. Charakterystyka środowiska lądowego i wodnego oraz środowisk zdegradowanych.

3. Wzajemne relacje między środowiskiem a mikroorganizmami; wpływ środowiska na mikroorganizmy oraz modyfikacja środowiska przez mikroorganizmy.

4. Rola mikroorganizmów w krążeniu azotu, fosforu i węgla (A)

5. Rola mikroorganizmów w krążeniu azotu, fosforu i węgla (B)

6. Wykorzystywanie unikatowych cech metabolizmu i aktywności mikroorganizmów do ochrony środowiska i w procesach technologicznych do usuwania nadmiaru substancji biogennych oraz innych zanieczyszczeń antropogennych (oczyszczalnie ścieków, bioremediacja gleb, remediacja i rekultywacja środowisk zdegradowanych)

7. Mikroorganizmy jako zagrożenie dla innych organizmów w różnych typach środowisk i dla zdrowia człowieka: cyanobakterie oraz glony morskie i słodkowodne jako źródło zagrożenia toksykologicznego; mikroorganizmy patogenne

Laboratorium

1 część – Zakład Genetyki Bakterii

Cztery pierwsze zajęcia w laboratorium stanowią ciąg doświadczalny mający na celu porównanie składu ilościowego i jakościowego mikroorganizmów w środowiskach naturalnych. Wyniki posiewów na wcześniejszym ćwiczeniu stanowią materiał do badań na ćwiczeniu następnym.

1.

1.1 Podstawowe techniki mikrobiologiczne (podłoża, sterylizacja, praca w warunkach jałowych)

1.2 Izolacja mikroorganizmów ze środowisk naturalnych: z wody, gleby i powietrza w celu wykazania różnic ilościowych i jakościowych mikroorganizmów występujących w tych środowiskach (mikroorganizmy saprofityczne, sporujące, termofilne i psychrofilne, promieniowce, pleśnie – w wodzie i glebie oraz bakterie hemolizujące w powietrzu).

2.

2.1 Izolacja czystych kultur mikroorganizmów z różnych środowisk naturalnych.

2.2 Wykazanie wytwarzania antybiotyku przez wyizolowane szczepy promieniowców.

2.3 Badanie rozkładu związków organicznych oraz przemian związków azotu przez mikroorganizmy występujące w glebie i w wodzie: miano bakterii celulolitycznych, liczba bakterii hydrolizujących skrobię, tłuszcze, białka, miano bakterii: amonifikacyjnych, nitryfikacyjnych I i II fazy, asymilujących azot cząsteczkowy, denitryfikacyjnych heterotroficznych.

3.

3.1 Aktywność oddechowa i fermentacyjna u mikroorganizmów:

Oznaczanie intensywności oddychania mikroorganizmów środowiskowych na podstawie redukcji błękitu metylenowego.

Oznaczanie wytwarzania katalazy przez szczepy środowiskowe

Oznaczanie zdolności do fermentacji laktozy w szczepach środowiskowych

Wzrost w warunkach mniejszego dostępu tlenu.

4.

4.1 Obserwacje mikroskopowe różnych form morfologicznych i wybranych struktur bakterii wyizolowanych ze środowisk naturalnych.

Wykonywanie preparatów barwionych barwieniem prostym i metodą Grama - porównywanie z gotowymi preparatami. Obserwacja endospor i otoczek bakteryjnych.

5.

5.1 Analiza mikrobiologicznego skażenia wody (bakterie grupy coli)

i żywności (izolacja pałeczek Campylobacter) do celów sanitarnych.

Oznaczanie: liczebności bakterii psychro -i mezofilnych w próbkach wody wodociągowej, powierzchniowej i w ściekach po biologicznym oczyszczaniu, miana bakterii grupy coli oraz bakterii grupy coli typu kałowego metodą fermentacyjno -probówkową .

Przeprowadzanie badań potwierdzających dla bakterii grupy coli na podłożu Endo i na obecność oksydazy cytochromowej oraz dla E. coli na obecność tryptofanazy.

Oznaczanie skażenia surowego mięsa bakteriami rodzaju Campylobacter wywołującą zatrucia pokarmowe .

6.

6.1 Wpływ czynników środowiskowych na rozwój mikroorganizmów

Wpływ promieniowania UV na wzrost bakterii wyizolowanych ze środowisk naturalnych

Wrażliwość na antybiotyki bakterii wyizolowanych ze środowisk naturalnych

Toksyczność metali ciężkich na przykładzie nieorganicznych związków arsenu oraz mikrobiologiczny mechanizm transformacji arsenu

7.

7.1 Odczyt wyników z ostatniego ćwiczenia i podsumowanie ćwiczeń.

7.2 Konsultacje.

2 część Zakład Hydrobiologii

1. Przegląd mikroorganizmów z różnych środowisk, identyfikacja w mikroskopie świetlnym i epifluorescencyjnym z wykorzystaniem komputerowego systemu analizy obrazu mikroskopowego.

2 i 3. Procesy prowadzone przez mikroorganizmy i ich wykorzystanie w biotechnologii: respiracja oraz utylizacja związków węgla na tle zmian liczebności, biomasy i morfologii bakterii heterotroficznych: pomiary BZT7, DOC, analizy mikroskopowe

4. i 5. Wykorzystanie w technologiach ochrony środowiska zdolności mikroorganizmów do asymilacji i transformacji związków organicznych i mineralnych zawierających C, N i P – monitorowanie przebiegu procesów metabolicznych drobnoustrojów z wykorzystaniem analiz chemicznych i biologicznych (praktyczne wykorzystanie spektrokolorymetrii, fluorymetrii oraz technik mikroskopowych)

6. Osad czynny – technologiczne wykorzystanie w oczyszczaniu ścieków procesów biochemicznych prowadzonych przez mikroorganizmy; modelowy system oczyszczania ścieków, analiza efektywności mikroorganizmów osadu czynnego w usuwaniu ze ścieków związków C, N i P

7. Detekcja i monitoring toksycznych cyanobakterii na podstawie analiz mikroskopowych i przykładowych analiz molekularnych oraz obecności cyanotoksyn w środowisku wodnym (testy ELISA).

8. Podsumowanie

Literatura:

1) Kunicki-Goldfinger W. J. H. „Życie bakterii”. Wyd. Naukowe PWN, 2007.

2) Madigan M.T., J.M. Martinko „Brock Biology of Microorganisms”, XI wydanie, Prentice Hall, 2006 (oraz wszystkie następne wydania tej książki).

3) Schlegel H.G. „Mikrobiologia ogólna”. Wyd. Naukowe PWN, 2003.

4) Salyers A.A, Whitt D. D. „Mikrobiologia – różnorodność, chorobotwórczość i środowisko”. PWN, 2003.

5) Różalski A. „Ćwiczenia z mikrobiologii ogólnej – skrypt dla studentów biologii”. Wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, 1996.

6) Grabińska-Łoniewska A. (red.). „Ćwiczenia laboratoryjne z mikrobiologii ogólnej”. Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, 1999

7) Duszkiewicz-Reinhard W., Grzybowski R., Sobczak E. „Teoria i ćwiczenia z mikrobiologii ogólnej i technicznej”. Wyd. SGGW, Warszawa, 1996

8) Błaszczyk M. K. „Mikroorganizmy w ochronie środowiska” Wyd. Naukowe PWN, 2007

9) Błaszczyk M. K. „Mikrobiologia środowisk” Wyd. Naukowe PWN, 2010

10) Lampert W., Sommer U. Ekologia wód śródlądowych. PWN, Warszawa. 2001.

12) Wetzel R. Limnology. Lake and river ecosystems. Academic Press, 2001.

13) Jadwiga Baj (red.). „Mikrobiologia” Wyd. Naukowe PWN, 2018 + errata

Efekty uczenia się:

WIEDZA

Ma wiedzę w zakresie podstawowej terminologii stosowanej w ekologii mikroorganizmów. Zna przebieg podstawowych procesów ekologicznych. K_W02 Os1

Zna podstawowe metody i techniki pomiarowe zjawisk przyrodniczych.

K_W03 Os1

Ma wiedzę w zakresie najważniejszych problemów ochrony przyrody oraz zna ich powiązania z innymi dyscyplinami przyrodniczymi. K_W04 Os1

Zna globalne problemy środowiskowe oraz zastosowanie ekologii w praktyce ochrony przyrody i kształtowania środowiska. K_W05 Os1

Opisuje aktualne problemy cywilizacyjne związane z koniecznością godzenia rozwoju gospodarczego z wymogami ochrony środowiska i identyfikuje najważniejsze zagrożenia stanu środowisk wodnych, lądowych i atmosfery. K_W06 Os1

UMIEJĘTNOŚCI

Wykonuje samodzielnie lub w zespole proste obserwacje i doświadczenia przyrodnicze oraz analizuje i interpretuje obowiązujących teorii naukowych. K_U01 Os1

Potrafi stosować podstawowe metody statystyczne i informatyczne do opisu wyników swoich doświadczeń. K_U02 Os1

Stosuje podstawowe techniki analityczne wykorzystywane do oceny stanu środowiska. K_U03 Os1

Potrafi interpretować podstawowe wskaźniki stanu środowiska. K_U04 Os1

Analizuje przyczyny zagrożeń środowiska i różnorodności mikroorganizmów oraz potrafi wskazać odpowiednie metody i techniki badawcze, gwarantujące przywrócenie prawidłowego stanu mikroorganizmów w środowiskach. K_U06 Os1, K_U10 Os1

Stosuje podstawowe metody pobierania mikrobiologicznych prób z różnych środowisk i wykonuje podstawowe analizy przemian biochemicznych pozwalających na ocenę stanu mikroorganizmów. K_U07 Os1

Potrafi rozpoznać i wyjaśnić, na podstawie różnych źródeł, podstawowe problemy związane z gospodarowaniem zasobami naturalnymi. K_U8 Os1

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

Ma świadomość odpowiedzialnego stosowania zasad bezpieczeństwa i higieny podczas pracy w laboratorium mikrobiologicznym. K_K01 Os1

Rozumie potrzebę poszerzania i stałego aktualizowania wiedzy z zakresu mikrobiologii środowiskowej koniecznej w realizacji zadań zawodowych w ochronie środowiska. K_K02 Os1

Rozumie konieczność i ma potrzebę stosowania i respektowania zasad zrównoważonego rozwoju w życiu codziennym oraz gospodarce. K_K04 Os1

Potrafi współpracować w grupie podczas wykonywania zadań badawczych i prawidłowo rozstrzygać dylematy związane z wykonywaną pracą. K_K05 Os1

Metody i kryteria oceniania:

Warunki zaliczenia zajęć

Zajęcia są zaliczane jeśli student:

1) uczestniczył w co najmniej 85 procentach zajęć (dopuszczalna 1 nieobecność w każdym bloku)

2) pracował na zajęciach w sposób pozwalający pozytywnie ocenić wiedzę, umiejętności i kompetencje społeczne, jakie w toku zajęć uzyskał (opisane w sylabusie jako przedmiotowe efekty kształcenia).

Szczegółowe warunki zaliczenia zajęć:

- 2 sprawdziany pisemne złożone z pytań otwartych;

- zdobycie 55% możliwych do uzyskania punktów na każdym z dwóch sprawdzianów.

Warunki zaliczenia egzaminu (przedmiotu)

1) Warunkiem dopuszczającym do egzaminu jest zaliczenie zajęć składających się na dany przedmiot (zaliczenie obu części laboratorium)

2) Szczegółowe warunki zaliczenia egzaminu w formie pytań otwartych i zamkniętych:

- zdobycie 55% możliwych do uzyskania punktów.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2020-10-01 - 2021-01-31
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 60 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Bartosz Kiersztyn, Anna Łasica
Prowadzący grup: Iwona Jasser, Bartosz Kiersztyn, Anna Łasica, Waldemar Siuda
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Tryb prowadzenia:

mieszany: w sali i zdalnie

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.