Przedmioty DOWOLNEGO WYBORU (grupa przedmiotów zdefiniowana przez Wydział Biologii)

• Ćwiczenia - 70 godzin
• Wykład - 20 godzin

Na zajęciach omawiane będą nowe metody biologii molekularnej o potencjalnym zastosowaniu w biotechnologii. Wykład będzie stanowił wstęp do eksperymentów. Zajęcia podzielone są na bloki tematyczne.

1. CRISPR

2. Białka jako produkty

3. Własność intelektualna w biotechnologii

W trakcie zajęć poruszymy następujące zagadnienia:

-przygotowanie konstruktów do ekspresji heterologicznej, alternatywne metody klonowania (SLIC, GATEWAY), komputerowa analiza genów i genomów,

-ekspresję i oczyszczanie białek o zastosowaniu biotechnologicznym,

-metoda edytowania genomów CRISPR, konstrukcję mutantów za pomocą tej metody i omówienie jej aplikacyjnych wariantów,

-własność intelektualna w biotechnologii ze szczególnym uwzględnieniem patentów biotechnologicznych (tzw. ‘case study’).

Podczas zajęć będzie kładziony nacisk na indywidualną pracę studenta (ewentualnie pracę w parach) zarówno jeśli chodzi o eksperymenty praktyczne jak i część realizowaną in silico oraz zdobywanie wiedzy teoretycznej.

• Ćwiczenia - 90 godzin

Przedmiot jest skierowany do studentów zainteresowanych zagadnieniami embriologii zwierząt oraz możliwościami wykorzystania komórek zarodkowych i hodowanych in vitro zarodkowych komórek macierzystych w badaniach biologicznych. Na program zajęć składają się ćwiczenia praktyczne, pozwalające zapoznać studentów z przykładowymi możliwościami badawczymi, jakie stwarzają takie modele doświadczalne jak oraz oocyty i zarodki myszy (ćwiczenia dotyczące kontroli podziałów komórkowych podczas mejozy, zapłodnienia, regulacji ekspresji genów w zarodku, zdolności regulacyjnych zarodka myszy oraz uzyskiwania pierwotnych hodowli komórek zarodkowych).

• Ćwiczenia - 90 godzin

Celem zajęć jest zapoznanie studentów z różnymi metodami pracy z białkami i kwasami nukleinowymi. Studenci oczyszczają białka z użyciem klasycznych preparatyk stosowanych przy izolacji białka ze źródła naturalnego oraz poznają metody pracy stosowane przy izolacji białek rekombinowanych z różnych systemów ekspresyjnych- bakteryjnych, ssaczych, owadzich i drożdzowych.

• Wykład - 30 godzin

• Wykład - 30 godzin

Cykl wykładów, który ze względu na treść można podzielić na dwie części.

Pierwsza dotyczy chorób metabolicznych, ze szczególnym uwzględnieniem insulinooporności, cukrzycy, zespołu metabolicznego i zaburzeń naczyniowych. Omówione zostaną przyczyn tych chorób, ich przebieg i mechanizmy rozwoju powikłań, a także stosowane terapie.

Druga część dotyczy analizy wyników badań klinicznych oraz problematyki dobrania, w oparciu o te wyniki, optymalnej terapii.

W części tej omówione zostaną także metody wczesnej diagnostyki oraz proces poszukiwania nowych leków, badania ich skuteczności oraz przeprowadzenie ich rejestracji.

• Ćwiczenia - 30 godzin
• Wykład - 15 godzin

Wykład omawia najważniejsze elementy biogeochemii:

- budowę planety

- klasyfikację geochemiczną pierwiastków

- różnice w składzie pierwiastkowym materii nieożywionej i organizmów żywych

- podstawowe procesy warunkujące istnienie biosfery

- migrację i obiegi pierwiastków w biosferze

- przegląd środowisk akumulacji biogenicznej

- ksenobiotyki

- lipidy kopalne

- kierunki i perspektywy badań biogeochemicznych

• Ćwiczenia - 60 godzin
• Wykład - 30 godzin

• Ćwiczenia - 60 godzin
• Wykład - 30 godzin

Treść wykładu: 1. Występowanie metali w przyrodzie (a) typy rud i ich pochodzenie, (b) cykle biogeochemiczne. 2. Mechanizmy biologicznej absorpcji i kumulacji metali. 3. Procesy przemysłowe, w których metale ciężkie i kolorowe odprowadzane są do środowiska - problemy skażenia środowiska. 4. Organizmy zdolne do przetwarzania związków metali. 5. Biologiczne ługowanie metali przy pomocy mikroorganizmów. 6. Procesy biohydrometalurgiczne prowadzone na skalę przemysłową (technologie, ekonomia). 7. Możliwości usuwania metali ciężkich z osadów czynnych w oczyszczalniach ścieków i związane z tym możliwości produkcji naturalnych nawozów mineralnych.

Treść ćwiczeń: 1. Mikroorganizmy zdolne do utleniania zredukowanych nieorganicznych związków siarki, ich strategie metaboliczne oraz ocena przydatności w procesach biotechnologicznych. 2. Ługowanie miedzi z siarczków w warunkach kwaśnych i alkalicznych. 3. Techniki stosowane w biohydrometalurgii w skali laboratoryjnej.

• Ćwiczenia - 90 godzin

Postęp w bioinformatyce oraz technologiach sekwencjonowania wysokoprzepustowego ma ogromny wpływ na rozwój biologii i biotechnologii. Celem zajęć z Bioinformatyki praktycznej jest przygotowanie studentów do pracy z danymi z sekwencjonowania wysokoprzepustowego oraz wykorzystywania narzędzi bioinformatycznych w ich późniejszej pracy. Studenci zaznajomią się z podstawami programowania i technikami bioinformatycznymi wykorzystywanymi w analizach sekwencji, od obróbki surowych danych, poprzez składanie genomów i transkryptomów, do analiz filogenetycznych, metagenomicznych, czy też genomiki porównawczej. Zajęcia te są uzupełnieniem zajęć z Bioinformatyki, o treści związane z analizami danych z sekwencjonowania wysokoprzepustowego oraz o analizy na poziomie genomów i transkryptomów.

• Ćwiczenia - 60 godzin
• Wykład - 30 godzin

Mikroorganizmy eukariotyczne to bardzo duża i zróżnicowana grupa obejmująca niekiedy odległe ewolucyjnie organizmy. Studenci zaznajomią się z mikroorganizmami eukariotycznymi ze wszystkich pięciu super-grup: Opisthokonta, Amoebozoa, Archaeplastida, SAR i Excavata. Przedstawione zostanie ich pochodzenie, budowa i znaczenie, a także najważniejsi przedstawiciele, ich znaczenie ekologiczne, patogeny roślin i zwierząt oraz organizmy modelowe. Przybliżone zostaną również procesy, które doprowadziły do tak ogromnej różnorodności tej grupy. Zajęcia są uzupełnieniem zajęć z mikrobiologii ogólnej, które obejmują głównie mikroorganizmy prokariotyczne, o treści związane z mikroorganizmami eukariotycznymi.

• Ćwiczenia - 60 godzin
• Wykład - 30 godzin

Na wykładzie omawiane są mechanizmy molekularne leżące u podstaw najważniejszych procesów rozwojowych u roślin. Ćwiczenia wprowadzają w techniki genetyki i biologii molekularnej stosowane w badaniach roślin. Studenci poznają metody stosowane do izolacji i detekcji kwasów nukleinowych oraz białek, a także wykonają analizy ekspresji wybranych genów.

• Wykład - 30 godzin

Przedmiot stanowi wprowadzenie do biologii kwiatów, systematyki i ekologii wybranych grup storczykowatych. Obejmuje on następujące zagadnienia:

-pochodzenie Orchidaceae.

-budowa morfologiczna storczyków epifitycznych i naziemnych- adaptacje do różnych typów siedlisk.

-charakterystyczne cechy budowy kwiatu storczyków

-podstawy embriologii storczyków, specyfika rozwoju zalążków i nasion

-relacje pomiędzy storczykami i grzybami.

-ewolucja systemów zapylania, oszustwa kwiatowe u storczykowatych.

-podstawy systematyki rodziny Orchidaceae.

-praktyczne aspekty uprawy storczyków.

-storczyki jako rośliny użytkowe.

-podstawy ochrony storczykowatych

• Wykład - 30 godzin

• Wykład - 30 godzin

Przedmiot stanowi wprowadzenie do ekologii kwiatów i biologii zapylania roślin. W trakcie wykładów poruszane będą następujące zagadnienia: Co to jest biologia zapylania roślin i czym się zajmuje? Kwiaty, zapylanie i zapłodnienie. Strategie reprodukcyjne roślin. Ewolucja zoogamii i ewolucyjna specjalizacja systemów zapylania. Przegląd różnych form zoogamii (entomogamia - zapylanie przez owady, ornitogamia - zapylanie przez ptaki, teriogamia - zapylanie przez ssaki i pozostałe kręgowce). Oszustwa kwiatowe. Zapylanie przez wodę (hydrogamia) i wiatr (anemogamia). Ekonomiczne implikacje biologii zapylania.

• Ćwiczenia - 60 godzin
• Wykład - 30 godzin

Mikroorganizmy eukariotyczne to bardzo duża i zróżnicowana grupa obejmująca niekiedy odległe ewolucyjnie organizmy. Studenci zaznajomią się z mikroorganizmami eukariotycznymi ze wszystkich pięciu super-grup: Opisthokonta, Amoebozoa, Archaeplastida, TSAR i ‘Excavata’. Przedstawione zostanie ich pochodzenie, budowa i znaczenie, a także najważniejsi przedstawiciele, ich znaczenie ekologiczne, patogeny roślin i zwierząt oraz organizmy modelowe. Przybliżone zostaną również procesy, które doprowadziły do tak ogromnej różnorodności tej grupy. Zajęcia są uzupełnieniem zajęć z mikrobiologii ogólnej, które obejmują głównie mikroorganizmy prokariotyczne, o treści związane z mikroorganizmami eukariotycznymi.

• Ćwiczenia - 60 godzin
• Wykład - 30 godzin

Technologie stosowane w bioremediacji (hałdy, pryzmy, drenaż, bioreaktory). Wybór mikroorganizmów i enzymów do bioremediacji. Metody monitorowania i oceny procesów bioremediacji. Bioremediacja środowisk skażonych metalami,metaloidami oraz związkami organicznymi. Fitoremediacja jako alternatywa dla technologii chemicznych usuwania skażeń z gleby i wody. Molekularne i biochemiczne podstawy efektywności fitoremediacji skażeń organicznych i nieorganicznych z uwzględnieniem różnych gatunków roślin jedno- i dwuliściennych. Włączenie biotechnologii roślin do opracowywania nowych, bezpiecznych dla środowiska rozwiązań w fitoremediacji. Indukcja w roślinie procesów usprawniających fitoremediację w obecności mikroorganizmów - na poziomie molekularnych i biochemicznym. Biologiczne i chemiczne traktowanie skażeń.

• Wykład monograficzny - 30 godzin

• Wykład monograficzny - 30 godzin

Krótki przegląd zakresu wykorzystywania roślin genetycznie modyfikowanych, z podkreśleniem zastosowań mających znaczenie dla poprawy stanu środowiska. Zarys metod transformacji roślin. Transformacja jądrowa i chloroplastów. Rośliny modyfikowane genetycznie: (i) jako alternatywne źródło energii (biomasa, etanol); (ii) dla produkcji szczepionek i farmaceutyków; (iii) przydatne do usuwania zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych z gleby, wody i powietrza; (iv) w celu obniżenia stosowania pestycydów w rolnictwie; (v) zdolnych do wzrostu na zasolonych i zdegradowanych glebach. Transformacje jednym genem a transformacje wielogenowe. Testy w systemach otwartych (doświadczenia polowe). Trans-geneza, a cis-geneza. Usuwanie genów markerowych z roślin modyfikowanych genetycznie. Cis-geneza i przeszczepy w biotechnologii roślin. Zarys systemu oceny ryzyka środowiskowego wynikającego z hodowli i stosowania roślin transgenicznych. Nowe kierunki w biotechnologii roślin.

• Ćwiczenia - 90 godzin

• Ćwiczenia - 90 godzin

Każde zajęcia "Botaniki Praktycznej" składają się z dwóch części: teoretycznego wstępu poświęconego omówieniu cech charakterystycznych roślin użytkowych, podczas tych prezentacji odbywa się degustacja części użytkowych omawianych gatunków np. jedzenie owoców kasztanów jadalnych, dzikich owoców kiwi, kłączy pałki szerokolistnej, nasion miłorzębu, orzeszków bukowych, przetworów z rokitnika, róży pomarszczonej itp. oraz z części praktycznej, podczas której wykonuje się różne potrawy np. zupę ze stokrotek, sałatkę z zielska, domową musztardę, mieszanki ziół, przypraw, kosmetyki, farbuje naturalnymi barwnikami roślinnymi włóczkę.