Geomikrobiologia -W

fakultatywne

Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu mikrobiologii ogólnej.

w sali

Przedmiot ma na celu przedstawienie procesów mikrobiologicznych kluczowych w kształtowaniu Ziemi: (1) Wprowadzenie do geomikrobiologii; (2) Ziemia jako środowisko bytowania mikroorganizmów; (3) Mikroorganizmy - katalizatory procesów geochemicznych - enzymatyczne i nieenzymatyczne czynniki geomikrobiologiczne; (4) Biologiczne procesy biowietrzenia oraz biomineralizacji; (5-6) Geomikrobiologia węgla nieorganicznego i organicznego; (7-9) Geomikrobiologia nieorganicznych i organicznych związków żelaza, siarki, manganu, arsenu, uranu, selenu. (10) Podsumowanie – globalne szlaki metaboliczne i ich znaczenie w kształtowaniu Ziemi.

(1) Wprowadzenie do geomikrobiologii – definicja; historia i współczesność; cele i znaczenie badań; omówienie koncepcji wykładu. (2) Ziemia - środowisko bytowania mikroorganizmów - mikroorganizmy na Ziemi (liczebność i różnorodność mikroorganizmów), wybrane środowiska naziemne (m.in. gorące źródła, słone jeziora, lodowce) i podziemne (litosfera subkontynentalna i suboceaniczna); dna oceaniczne (podwodne systemy hydrotermalne). (3) Mikroorganizmy - katalizatory procesów geochemicznych na Ziemi – przegląd strategii metabolicznych mikroorganizmów, tzw. czynników geomikrobiologicznych; rola mikroorganizmów w kształtowaniu litosfery, hydrosfery, atmosfery. (4) Biologiczne procesy biowietrzenia i biomineralizacji; biomineralizacja indukowana i kontrolowana; biominerały zewnątrz- i wewnątrzkomórkowe; biowietrzenie enzymatyczne i nieenzymatyczne; metabolity wtórne; siderofory. (5-6) Geomikrobiologia węgla – dystrybucja węgla na Ziemi: węglany, biolity; geomikrobiologia węgla nieorganicznego (autotrofia); depozyty węglanowe (stromatolity, onkoidy); geomikrobiologia węgla organicznego (heterotrofia, metylotrofia); biowietrzenie kopalnej materii organicznej (ropa naftowa, gaz ziemny, klatraty metanu, zimne wysięki, bituminy); tlenowe i beztlenowe utlenianie metanu; syntrofia; multitroficzne zespoły mikroorganizmów; powstawanie kopalin organogenicznych (metanogeneza autotoroficzna i heterotroficzna; ropa naftowa). (7-9) Geomikrobiologia nieorganicznych i organicznych związków żelaza, siarki, manganu, arsenu, uranu, selenu - geochemia i dystrybucja ww związków na Ziemi; metabolizm związków mineralnych - chemolitotrofia, fototrofia anoksygenowa, asymilacyjna i dysymilacyjna redukcja; enzymatyczne i nieenzymatyczne oddziaływania mikroorganizmów z minerałami; biowietrzenie siarczków, minerałów arsenowych; biogeniczne minerały siarczkowe, arsenowe, węglany, konkrecje polimetaliczne, żelaziste formacje wstęgowe, tlenki i wodorotlenki żelaza. (10) Podsumowanie – globalne szlaki metaboliczne i ich znaczenie w kształtowaniu Ziemi.

Ehrlich HL, Newman DK. 2008. Geomicrobiology, 5th Edn. Boca Raton USA: Taylor and Francis Group.

Konhauser K. 2007. Introduction to Geomicrobiology. Blackwell Publishing

Riding R.E., Awramik S.M. 2000. Microbial Sediments. Springer.

Po opanowaniu materiału objętego wykładem student:

WIEDZA

Ma szeroką wiedzę z zakresu geomikrobiologii i jej zastosowania w biotechnologii.

Wykazuje znajomość podstawowych kategorii pojęciowych i terminologii geomikrobiologicznej oraz znajomość rozwoju metod badawczych, a także potrafi wskazać najważniejsze odkrycia naukowe w historii nauk geomikrobiologicznych.

Ma wiedzę dotyczącą ekologicznych aspektów biotechnologii i dostrzega związki i zależności między procesami chemicznymi, biologicznymi i fizycznymi zachodzącymi w przyrodzie.

Zna i rozumie mikrobiologiczne podstawy procesów geologicznych.

Wykazuje znajomość podstawowych interdyscyplinarnych technik i narzędzi w badaniach zjawisk geomikrobiologicznych oraz rozumie znaczenie pracy doświadczalnej w geomikrobiologii.

Ma wiedzę dotyczącą: (i) samodzielnego planowania i prowadzenia prac doświadczalnych z zakresu analiz geomikrobiologicznych, (ii) opracowywania wyników własnych badań w formie nadającej się do dyskusji, oceny lub publikacji oraz (iii) znaczenia pracy doświadczalnej w geomikrobiologii.

UMIEJĘTNOŚCI

Wykorzystuje zaawansowane techniki badawcze właściwe dla geomikrobiologii.

Wykazuje umiejętność posługiwania się językiem nowożytnym (j. polski lub j. angielski) w stopniu umożliwiającym korzystanie ze źródeł elektronicznych i literatury naukowej poświęconej geomikrobiologii.

Wykazuje umiejętność poprawnego wnioskowania i interpretowania wyników badań interdyscyplinarnych na podstawie otrzymanych danych.

Samodzielnie planuje proste eksperymenty z wykorzystaniem interdyscyplinarnej metodyki stosowanej w geomikrobiologii.

Uczy się samodzielnie w sposób ukierunkowany.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

Docenia wagę narzędzi statystycznych i bioinformatycznych przy opisie wyników prac eksperymentalnych i procesów zachodzących w przyrodzie.

Wykazuje odpowiedzialność za powierzony zakres prac badawczych oraz za pracę laboratoryjną własną i innych.

Wykazuje ostrożność i krytycyzm podczas zdobywania i interpretowania wiedzy z zakresu geomikrobiologii i jej zastosowania praktycznego.

Wykazuje odpowiedzialność za ocenę zagrożeń wynikających ze stosowanych technik badawczych i tworzenie warunków bezpiecznej pracy.

Rozumie potrzebę przekazywania informacji o nowych osiągnięciach w zakresie biologii mikroorganizmów, a także potrafi przekazać te informacje w sposób zrozumiały.

Testowy egzamin pisemny.

Nie.