Biogeneza i struktura chloroplastów

monograficzne

Wykład przeznaczony dla studentów którzy zdobyli podstawowe wiadomości z chemii, fizyk oraz biochemii.

Wykład obejmuje zagadnienia dotyczące struktury i funkcji chloroplastów, organizacji genomu chloroplastowego, interakcji genomu jądrowego i plastydowego, transportu białek do chloroplastów, molekularnej budowy kompleksów błon tylakoidów i ich dynamik, działanie czynników środowiskowych na strukturę i funkcję chloroplastów oraz aplikacyjne zastosowanie układów fotosyntetycznych.

Ogólna struktura i funkcje chloroplastów, rodzaje plastydów. Ontogeneza chloroplastów na świetle i ciemności. Organizacja genomu chloroplastowego u różnych grup roślin. Geny aparatu genetycznego chloroplastów i geny układu fotosyntetycznego. Regulacja ekspresji genów chloroplastowych i jądrowych kodujących białka chloroplastowe. Interakcje genomu chloroplastowego i jądrowego. Transport białek do chloroplastów, do błon tylakoidów i do światła tylakoidów, rola molekularnych chaperonów w transporcie białek i łączeniu się podjednostek białkowych. Budowa molekularna kompleksów błon tylakoidów. Mechanizm wzbudzenia fotosyntetycznego i tunelowania oraz transportu elektronów. Dynamika błon tylakoidów. Ultrastruktura chloroplastów, strukturalny i funkcjonalny dymorfizm chloroplastów. Mechanizm podziału chloroplastów. Dziedziczenie chloroplastów i filogeneza chloroplastów. Metody badawcze fotosyntezy. Działanie czynników środowiskowych na strukturę i funkcję chloroplastów. Rola chloroplastów w signalingu komórkowym. Rośliny transgeniczne z wykorzystaniem ekspresji w chloroplastach. Sztuczna fotosynteza - wykorzystanie układów fotosyntetycznych przy produkcji wodoru i ogniwach światłoczułych.

http://www.life.uiuc.edu/govindjee/photoweb/

WIEDZA

1. Rozumie złożoność procesów fotosyntetycznych, których rozwiązanie

wymaga podejścia interdyscyplinarnego, opartego na danych empirycznych.

2. Zna podstawy strukturalne, genetyczne, metaboliczne i funkcjonalne fotosyntezy oraz ich wzajemne relacje.

3. Rozumie reguły, a także mechanizmy molekularne, komórkowe i fizjologiczne biogenezy chloroplastów

4. Zna różnorodne techniki i narzędzia badawcze oraz zaawansowane techniki laboratoryjne, pomiarowe i obrazowe, stosowane w biologii roślin i właściwie planuje ich wykorzystanie do rozwiązywania postawionych zadań.

UMIEJĘTNOŚCI

1 Wykorzystuje w sposób biegły naukowe i popularnonaukowe teksty biologiczne w języku ojczystym i angielskim dotyczące biogenezy chloroplastów oraz komunikuje się w języku angielskim na poziomie B2+.

2. Potrafi w fachowej literaturze dotyczącej biogenezy chloroplastw znaleźć prawdopodobne przyczyny niepowodzenia eksperymentów i zmodyfikować odpowiednio przebieg doświadczenia.

3. Posiada umiejętność przygotowania i wygłoszenia wystąpień ustnych w języku polskim i angielskim, zgodnie z wymaganiami określonymi dla poziomu B2+.

4. Umie pracować w zespole, realizując zaawansowane projekty badawcze z dziedziny biologii roślin.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

1. Potrafi przekazać społeczeństwu wiedzę o najnowszych osiągnięciach biologii roślin i wyjaśnić zasadność prowadzenia podstawowych badań.

2. Potrafi pracować w zespole, realizując własne badania, współorganizując pracę całego zespołu.

3. Odczuwa potrzebę stałego dokształcania się i aktualizowania wiedzy, korzystając ze źródeł naukowych i popularnonaukowych, dotyczących specjalistycznych nauk biologicznych.

4. Krytycznie analizuje informacje pojawiające się w środkach masowego przekazu dotyczące nauk biologicznych w tym biologii roślin i potrafi wykorzystać je w praktyce.

Do zaliczenia wymagana jest obecność na wykładach oraz przygotowanie pisemnej pracy seminaryjnej na wskazany przez prowadzących temat z zakresu biogenezy i struktury chloroplastów. Ocena przygotowanej pracy jest oceną z wykładu.