Biology of Phototrophic Bacteria

Przedmiot „Biologia bakterii fototroficznych” obejmuje zagadnienia dotyczące różnorodności, ewolucji, budowy, występowania i roli bakterii fototroficznych w środowisku naturalnym oraz ich wpływu na zdrowie ludzi i zwierząt. Omówieni będą przedstawiciele różnych grup taksonomicznych i ekologicznych bakterii fototroficznych oraz bakterie fototroficzne tworzące toksyczne i nietoksyczne zakwity.

Wykład:

W jego ramach omawiane będą typy autotrofii i fototrofii, a następnie filogeneza, systematyka i różnorodność bakterii fototroficznych. Przedstawiona będzie biologia bakterii fototroficznych anoksygenicznych i oksygenicznych (cyjanobakterii), ich rola w kształtowaniu środowiska (m.in. warunków tlenowych na ziemi) oraz metody ich badania. Omawiane będzie występowanie anoksygenicznych bakterii fototroficznych oraz cyjanobakterii w różnych warunkach środowiskowych w tym warunkach ekstremalnych (woda, gleba, gorące źródła, maty mikrobialne, biologiczne skorupy glebowe na gorących i zimnych pustyniach, systemy symbiotyczne itp.). Przybliżone będą ekofizjologiczne właściwości, występowanie i różnorodność pikocyjanobakterii – najmniejszych oksygenicznych fotoautotrofów. Omówione będą genetyczne podstawy toksyczności cyjanobakterii i ewolucja genów toksyczności. Przedstawione będą typy toksyn cyjanobakteryjnych oraz ich wpływ na inne organizmy w tym człowieka. Studenci zapoznają się z przyczynami i mechanizmami powstawiania zakwitów cyjanobakteryjnych oraz z metodami badania toksyczności cyjanobakterii oraz mitygowania zakwitów cyjanobakteryjnych. Omówiony będzie wpływ klimatu na zbiorowiska bakteryjnych fototrofów. Zastosowanie cyjanobakterii w biotechnologii i medycynie.

Ćwiczenia:

Ćwiczenia będą dotyczyły różnorodności bakterii fototroficznych oraz siedlisk ich występowania. Studenci zapoznają się z metodami poboru prób z wody, gleby i środowisk przejściowych, metodami przechowywania, izolacji i hodowli oksygenicznych i anoksygenicznych bakterii fototroficznych na pożywkach płynnych i stałych. Słuchacze poznają metody identyfikacji bakterii fototroficznych z wykorzystaniem mikroskopów świetlnych, prostych i odwróconych, biometrii i fluorescencji. Zapoznają się z metodami molekularnej identyfikacji różnych grup taksonomicznych oraz z metodami badania ich pokrewieństwa. Na podstawie organizmów wyhodowanych oraz pochodzących z kolekcji kultur zapoznają się z identyfikacją toksycznych i nietoksycznych przedstawicieli bakterii fototroficznych. Studenci zapoznają się też z metodami określania liczebności i biomasy bakterii fototroficznych na podstawie barwników fotosyntetycznych: chlorofilu a, fikocyjaniny i bakteriochlorofilu oraz metod analizy toksyn cyjanobakteryjnych.

Hallenbeck P.C. Modern Topics on Phototrophic Procaryotes. Environmental and Applied Aspects. Springer Int Publishing Switzerland. 2017

MadiganM.T., Martinko J.J. Dunlup Clark. Brock biology of microorganisms, wyd. Pearson Int. Edition 12-th editiona, 2009

Pliński M., Komarek J. Sinice – Cyjanobakterie Zatoki Gdańskiej I Bałtyku Południoweg. Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego. Gdańsk 2017

Whitton B.A. The Ecology of Cyanobacteria II. Their diversity in time and space. Springer Dordrecht Heidelber New York London 2012

Materiały otrzymane od prowadzących ćwiczenia.

Wiedza.

1. K_W03 - Zna zróżnicowanie strukturalne, genetyczne, metaboliczne i funkcjonalne organizmów prokariotycznych oraz ich wzajemne relacje

2. K_W04 - Rozumie wzajemne relacje bakterie fototroficzne - środowisko, stosując hipotezy dotyczące czasowych i przestrzennych uwarunkowań różnorodności biologicznej.

3. K_W06 - Zna specjalistyczne pojęcia terminologii mikrobiologicznej, biologii bakterii fototroficznych oraz literaturę kierunkową z tych obszarów

4. K_W11 - Rozumie wzajemne pokrewieństwa organizmów prokariotycznych. Zna metodologię filogenetyczną pozwalającą na ustalenie relacji pokrewieństwa między tymi organizmami.

5. K-W12 - Zna zaawansowane techniki laboratoryjne, pomiarowe i obrazowe, stosowane w badaniach mikrobiologicznych

Umiejętności

1. K_U01 Wybiera i stosuje techniki i narzędzia badawcze adekwatne do problemów biologii bakterii fototroficznych.

2. K_U02 Wykorzystuje podstawowe metody i techniki stosowane w pracy terenowej w środowisku przyrodniczym

3. K_U03 - Wykorzystuje w sposób biegły naukowe i popularnonaukowe teksty biologiczne w języku ojczystym i angielskim oraz komunikuje się w języku angielskim na poziomie B2+

4. K_U04 Wykazuje umiejętność krytycznej analizy i selekcji informacji biologicznych, zwłaszcza ze źródeł elektronicznych i mediów.

5. K_U09 Prezentuje krytycznie prace badawcze z zakresu wybranej specjalności nauk biologicznych z użyciem środków komunikacji werbalnej oraz multimediów

Kompetencje społeczne.

1. K_K03 Potrafi przekazać społeczeństwu wiedzę o najnowszych osiągnięciach nauk przyrodniczych i wyjaśnić zasadność prowadzenia podstawowych badań naukowych w zakresie biologii bakterii fototroficznych

2. K_K06 Stosuje zasady etyki badawczej, rozstrzygając dylematy związane z wykonywaniem zawodu.

3. K_K07 Odczuwa potrzebę stałego dokształcania się i aktualizowania wiedzy, korzystając ze źródeł naukowych i popularnonaukowych, dotyczących biologii bakterii fototroficznych.

Egzamin pisemny z pytaniami testowymi i otwartymi do którego student dopuszczony jest na podstawie zaliczenia ćwiczeń. Próg zaliczenia 55%. 65% oceny końcowej to wynik egzaminu, 35% ćwiczenia: 25% kolokwium i 10% ocena pracy w trakcie ćwiczeń

brak