1. SylabUZ
2. Wydział Nauk Biologicznych
3. semestr zimowy 2019/2020
4. Biotechnologia - pierwszego stopnia z tyt. licencjata
5. PW9a - Metody biotechnologiczne w działalności antropogenicznej

Wygeneruj PDF dla tej strony

PW9a - Metody biotechnologiczne w działalności antropogenicznej - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

Cel przedmiotu:

Celem cyklu zajęć programowych jest zapoznanie studentów z aspektami zastosowania i wykorzystania metod biotechnologicznych w zróżnicowanych formach działalności antropogenicznej. Studenci zaznajamiają się ze znaczeniem i praktycznym stosowaniem zjawisk i procesów biotechnologicznych: Biotechnologia; funkcje, znaczenie w rolnictwie, przemyśle, medycynie, ochronie środowiska. Działalność antropogeniczna. Technologie ochrony atmosfery. Metody usuwania zanieczyszczeń pyłowych i gazowych. Biotechnologiczne wykorzystanie odpadów. Uzdatnianie wody. Usuwanie żelaza i manganu z wód głębinowych. Biologiczne oczyszczanie ścieków. Metoda osadu czynnego. Złoża biologiczne. Filtry biologiczne. Złoża fluidalne. Nitryfikacja i denitryfikacja. Oczyszczalnie dwu- i wielostopniowe. Chemiczno-fizyczna i biologiczna eliminacja fosforu. Filtracja w oczyszczaniu ścieków. Usuwanie substancji biogennych w oczyszczalniach komunalnych. Uzdatnianie ścieków tłuszczowo-białkowych z przemysłu. Oczyszczalnie glebowo-roślinne. Utylizacja odpadów. Odzyskiwanie surowców i energii z odpadów. Unieszkodliwianie odpadów komunalnych, organicznych, przemysłowych, niebezpiecznych. Bioremediacja. Biotechnologiczne usuwanie efektów eksploatacji surowców ropopochodnych. Biotechnologiczne zwalczanie pasożytów i ich identyfikacja w wodzie i glebie. Wykorzystanie biotechnologii w regulacji stanów fizjologicznych komórki.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Wymagania wstępne:

Wymagane jest wstępne zapoznanie się z podstawowymi wiadomościami z zakresu planowania eksperymentu biologicznego i biotechnologicznego, jego pełnej, reprezentatywnej i pomyślnej realizacji, w warunkach naturalnych i laboratoryjnych, prawidłowego opracowania wyników badań, właściwego wnioskowania i interpretacji. Studenci powinni zaznajomić się ze strukturą projektu naukowego i klasyfikacją metod badawczych. Powinni zapoznać się z empirycznymi metodami badawczymi, zasadami obserwacji naukowej, metodami eksperymentalnymi. Studenci powinni także poznać proces badania statystycznego, analizy statystyczne, czynniki warunkujące wybór metod bazujących na eksperymentach diagnostycznych. Sukcesywnie studiowane zagadnienia metodyczne pozwolą poznać zasady planowania metod biotechnologicznych, ogólnych zasad eksperymentowania, wybranych metod statystycznych stosowanych do opracowania wyników badań. Słuchacze powinni znać zasadnicze prawidłowości wnioskowania statystycznego, metody weryfikacji hipotez, estymacji, zasady analizy danych empirycznych, formułowania wniosków, kryteria doboru, czynniki determinujące wybiórczość otrzymanych wyników, techniki weryfikacji. Studenci winni zaznajomić się z badaniami przeglądowymi, wykrywaniem zależności przyczynowo-skutkowych i metodami badania procesów biologicznych, analizą szeregów czasowych i trendów.

Wymagane jest wstępne zapoznanie się z podstawowymi wiadomościami z zakresu wszechstronnych możliwości wykorzystania metod biotechnologicznych w ochronie środowiska, medycynie, rolnictwie, biochemii, chemii, fizyki, optyki, wykorzystania biokatalizatorów w ochronie środowiska, przemyśle, przetwarzaniu sygnałów oraz we wszelkich formach działalności antropogenicznej w środowisku.

Zakres tematyczny

Techniki i metodologie wykorzystania biotechnologicznych procesów i metod doświadczalnych we wszelkich formach działalności antropogenicznej: rolnictwie, przemyśle, medycynie, ochronie środowiska. Wybrane przykłady zastosowania metod doświadczalnych w działalności człowieka. Technologie ochrony atmosfery. Metody usuwania zanieczyszczeń pyłowych i gazowych. Metody biotechnologicznego wykorzystanie odpadów. Metody uzdatniania wody. Usuwanie żelaza i manganu z wód głębinowych. Metody biologicznego oczyszczania ścieków i wody. Metoda osadu czynnego. Złoża biologiczne. Filtry biologiczne. Metody złóż fluidalnych. Nitryfikacja i denitryfikacja. Metody oczyszczania dwu- i wielostopniowego. Chemiczno-fizyczna i biologiczna eliminacja fosforu. Filtracja w oczyszczaniu ścieków. Metody doświadczalne usuwania substancji biogennych w oczyszczalniach komunalnych. Metody uzdatniania ścieków tłuszczowo-białkowych z przemysłu. Metody stosowane w oczyszczalniach glebowo-roślinnych. Utylizacja odpadów. Odzyskiwanie surowców i energii z odpadów. Metody unieszkodliwiania odpadów komunalnych, organicznych, przemysłowych, niebezpiecznych. Metody doświadczalne biotechnologicznego zwalczania pasożytów i ich identyfikacji w glebie i wodzie. Wykorzystanie odpowiedniej metodologii w regulacji stanów fizjologicznych komórki.

-  Biotechnologia; definicja, funkcje i znaczenie.

-  Historia biotechnologii (odkrycia i nowe techniki biologiczne na przestrzeni dziejów).

-  Trendy współczesnej biotechnologii (w rolnictwie; w przemyśle; w medycynie; w ochronie środowiska).

-  Energochłonność i zaopatrzenie energetyczne.

-  Metody stosowane w badaniach atmosfery.

-  Usuwanie związków chloroorganicznych.

-  Wykorzystanie mikroorganizmów biodegradujących.

-  Ochrona atmosfery (monitoring; ochrona powietrza przed skażeniami chemicznymi).

-  Technologie ochrony atmosfery. (Metody usuwania zanieczyszczeń pyłowych. Metody usuwania zanieczyszczeń gazowych).

-  Metody usuwania odpadów i ponowne ich wykorzystanie.

-  Uzdatnianie wody pitnej.

-  Uzdatnianie wody przemysłowej.

-  Zmiękczanie wody.

-  Biologiczny aspekt zanieczyszczania wód powierzchniowych.

-  Mikrobiologiczna ocena zanieczyszczenia wód powierzchniowych.

-  Wskaźniki eutrofizacji wód.

-  Usuwanie żelaza i manganu z wód głębinowych na złożach aktywowanych.

-  Biologiczne metody oczyszczania ścieków. (Rodzaje ścieków. Ścieki jako roztwór odżywczy. Tlenowe procesy przemiany materii. Beztlenowe procesy przemiany materii. Mechanizmy i kinetyka enzymów w biologicznym oczyszczaniu ścieków).

-  Metoda osadu czynnego. (Osad czynny jako czynnik oczyszczający. Istotne czynniki w metodzie osadu czynnego. Obciążenie i wiek osadu. Stężenie tlenu i zapotrzebowanie na tlen).

-  Złoża biologiczne. (Przebieg procesu oczyszczania w złożu biologicznym. Temperatura i napowietrzenie. Denitryfikacja w złożu biologicznym. Eliminacja fosforu w złożu biologicznym. Złoża zanurzane. Inne metody stosowane w złożach biologicznych).

-  Filtry biologiczne.

-  Złoża fluidalne.

-  Procesy nitryfikacji w oczyszczaniu ścieków; podstawy mikrobiologiczne i eliminacja azotu.

-  Podstawy i metody denitryfikacji. Warunki denitryfikacji. Czynniki oddziałujące na denitryfikację.

-  Nitryfikacja i denitryfikacja w oczyszczalniach wielostopniowych.

-  Oczyszczalnie dwustopniowe. Przystosowania oczyszczalni dwustopniowych do eliminacji azotu.

-  Dodatkowe zabiegi ulepszające skład ścieków.

-  Chemiczno-fizyczna eliminacja fosforu (podstawy i metody).

-  Biologiczna eliminacja fosforu (podstawy; gromadzenie fosforu w mikroorganizmach; usuwanie fosforu ze ścieków; krążenie fosforu; biotechnologiczne metody eliminacji fosforu).

-  Oczyszczalnie z osadem czynnym do biologicznego usuwania fosforu. Zakres i możliwości optymalizacji.

-  Filtracja (zastosowanie w oczyszczaniu ścieków; sprawność urządzeń filtracyjnych; systemy filtrów).

-  Usuwanie substancji biogennych z osadu nadmiernego w oczyszczalniach komunalnych.

-  Uzdatnianie ścieków tłuszczowo-białkowych z przemysłu mięsnego.

-  Techniczne metody ochrony hydrosfery.

-  Różnorodność biotechnologicznych metod oczyszczania ścieków.

-  Proces remediacji gleb. (Definicje i znaczenie remediacji gleb. Podział i charakterystyka metod remediacji gleb. Chemiczne metody remediacji gleb (blokowanie metali ciężkich). Biotechnologiczne metody remediacji gleb. Biodegradacja związków organicznych w glebie).

-  Oczyszczalnie glebowo-roślinne (różnorodność biotechnologicznych zastosowań).

-  Biotechnologiczne metody ochrony litosfery.

-  Odpady jako źródło zanieczyszczeń środowiska. (Podział odpadów. Zasady gospodarki odpadami. Utylizacja odpadów. Metody ograniczania ilości odpadów. Technologie i odzyskiwanie surowców i energii z odpadów. Gospodarowanie surowcami wtórnymi).

-  Odpady komunalne (charakterystyka; właściwości technologiczne). (Gospodarowanie odpadami komunalnymi (gromadzenie, usuwanie i gospodarcze wykorzystanie). Unieszkodliwianie odpadów komunalnych (składowanie odpadów na wysypiskach; eksploatacja wysypiska; procesy zachodzące na wysypiskach odpadów; powstawanie biogazów; rekultywacja i poeksploatacyjne zagospodarowanie terenu wysypiska; kompostowanie; technologie kompleksowego przerobu odpadów komunalnych; fermentacja metanowa w komorach).

-  Odpady organiczne. (Odpady przetwórstwa surowców zwierzęcych (przemysł drobiowy; przemysł mleczarski). Osady ściekowe (klasyfikacja; wykorzystanie; unieszkodliwianie).

-  Odpady przemysłowe. (Odpady z górnictwa (wykorzystanie gospodarcze; rekultywacja składowisk odpadów górniczych). Odpady energetyczne (składowanie; gospodarcze wykorzystanie; biotechnologiczna rekultywacja składowisk).

-  Odpady niebezpieczne (charakterystyka; gospodarka odpadami niebezpiecznymi; biotechnologie).

-  Biotechnologiczne metody intensywnej ochrony środowiska.

-  Zastosowanie metod biotechnologicznych w ekologii człowieka.

-  Ekonomiczne aspekty uwarunkowane inwazjami pasożytów u człowieka i zwierząt. (Kontrola inwazji pasożytniczych. Leki przeciwpasożytnicze i mechanizmy ich działania. Lekooporność pasożytów i przyczyny jej powstawania. Mechanizmy lekooporności. Metody wykrywania lekooporności. Immunoprofilaktyka inwazji pasożytniczych u człowieka i zwierząt).

-  Szczepionki przeciwko pasożytom.

-  Biotechnologiczne metody zwalczania pasożytów.

-  Rola pasożytów w biologicznym monitorowaniu środowiska.

-  Metody wykrywania pasożytów w środowisku.

-  Biotechnologiczne metody identyfikacji pasożytów w wodzie i glebie.

-  Parazytologiczna diagnostyka laboratoryjna.

-  Spalarnie odpadów.

-  Fizjologiczne i biochemiczne metody obrony organizmu człowieka przed substancjami toksycznymi.

-  Wybór, absorpcja i powstawanie kompleksów zawierających metale. (Dostępność biologiczna jonów metali).

-  Toksyczne metale ciężkie. Enzymy uczestniczące w detoksykacji. Regulacja genów detoksykacji.

-  Generowanie i wykorzystywanie gradientów stężenia jonów metali. Generowanie gradientów jonowych. Transport jonów przez kanały jonowe. Receptor acetylocholinowy. Kanały sodowe bramkowane przez napięcie.

-  Wiązanie się jonów metali i kompleksów z centrami aktywnymi biocząsteczek. Wybór i włączanie jonów metali w aktywne miejsca białek. Dostępność biologiczna.

-  Wiązanie się jonów i kompleksów metali z kwasami nukleinowymi.

-  Promowanie przez biopolimery oddziaływań metal-ligand.

-  Mechanizmy obrony organizmu przed reaktywnymi formami tlenu. (Białka chroniące przed reaktywnymi formami tlenu. Rola antyoksydantów w obronie organizmu. Naprawa uszkodzeń DNA).

-  Obrona organizmu przed toksykantami (Stres oksydacyjny. Mutagenne działanie reaktywnych form tlenu. Znaczenie obronne reaktywnych form tlenu.

-  Obrona organizmu przed toksykantami. Reaktywne formy tlenu a stany patologiczne organizmu. Reaktywne formy tlenu a leki. Reaktywne formy tlenu a szkodliwe działanie czynników środowiskowych. Reaktywne formy tlenu a rośliny. Wykorzystanie metod biotechnologicznych w kształtowaniu równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej organizmu. Rola reaktywnych form tlenu jako substratów reakcji enzymatycznych. Indukcja biosyntezy białek przez reaktywne formy tlenu. Reaktywne formy tlenu jako mediatory i regulatory metabolizmu. Możliwości wykorzystania biotechnologii w regulacji niektórych stanów fizjologicznych komórki.

Biokatalizatory; możliwości wykorzystania, znaczenie w rolnictwie, przemyśle, medycynie, ochronie środowiska. Technologie ochrony atmosfery, litosfery, hydrosfery. Testy toksyczności.

Biotechnologiczna ocena wykorzystania odpadów. Uzdatnianie wody. Usuwanie żelaza i manganu z wód głębinowych. Zastosowanie biosensorów w biologicznym oczyszczaniu ścieków. Filtry biologiczne. Złoża fluidalne. Mikro- i biosensory. Nowe metody analityczne. Metody enzymatyczne. Oczyszczanie ścieków i wody dwu- i wielostopniowe. Chemiczno-fizyczna i biologiczna eliminacja fosforu. Filtracja w oczyszczaniu ścieków. Usuwanie substancji biogennych w oczyszczalniach komunalnych. Uzdatnianie ścieków tłuszczowo-białkowych z przemysłu. Oczyszczalnie glebowo-roślinne. Utylizacja odpadów.

Unieszkodliwianie odpadów komunalnych, organicznych, przemysłowych, niebezpiecznych. Biotechnologiczne zwalczanie pasożytów i ich identyfikacja w wodzie i glebie. Wykorzystanie biokatalizatorów w regulacji stanów fizjologicznych komórki. Selektywność biokatalizatorów. Przetwarzanie sygnałów. Podstawowe elektrody jonoselektywne. Metody unieruchamiania enzymów. Sensory chemiczne. Elementy biokatalizatorów; części receptorowe i przetwornikowe. Rodzaje elektrod. Reakcje enzymatyczne. Procedury immobilizacyjne. Inertna matryca białkowa. Enzymatyczne elektrody potencjometryczne. Biokatalizatory mikrobiologiczne. Biokatalizatory wykorzystujące materiał bakteryjny, komórki roślinne i zwierzęce. Sensor glutaminowy. Biokatalizatory wykorzystujące receptory i przeciwciała. Ligandy. Podstawowe sposoby detekcji; bezpośredni i pośredni. Znaczniki. Elektrody potencjometryczne. Sensory elektrochemiczne. Membranowe elektrody jonoselektywne. Elektrody wskaźnikowe i odniesienia. Termodynamiczna równowaga jonów. Zastosowanie warstwy żelowej i membrany szklanej. Biosensory z zastosowaniem potencjometrycznych elementów detekcyjnych. Biokatalizatory do oznaczania penicyliny. Biokatalizatory amperometryczne. Elektroda tlenowa Clarka. Amperometryczne czujniki enzymatyczne do pomiaru stężenia glukozy. Czujnik kroplowy. Glukozomierze. Systemy sensorowe. Metody suchych testów paskowych. Elektrody optyczne. Światłowody. Optyczny sensor chemiczny (optroda). Układy transmisyjne. Układy reflektancyjne (odbiciowe). Układ pomiarowy z rozwidlonym układem włókien. Biosensory wykorzystujące optyczne metody detekcji. immunochemiczną reakcję wypierania. Zastosowanie fazy zawierającej oksydazę glukozy i fluorofor. Katalizatory półprzewodnikowe. Zastosowanie biokatalizatorów w ekologii: 1) Biosensory czystości wód; 2) Sensory do oznaczania i monitorowania fosforanów w środowisku; 3) Sensory jakości żywności. Zastosowanie biokatalizatorów w metodach z użyciem bakterii przy oczyszczaniu ścieków i wód. Sensory do oznaczania i monitorowania fosforanów w środowisku. Przepływowe stanowiska pomiarowe. Biokatalizatory jakości żywności. Biokatalizatory jako naturalny narząd zmysłu. Biokatalizatory on-line, at-line i off-line. Biokatalizatory wykorzystywane w kontroli produkcji żywności, kosmetyków i leków. Biokatalizatory wykorzystujące impulsy elektryczne, fale elektromagnetyczne, ultradźwięki i środki selektywne. Wykorzystanie biolatalizatorów w badaniach jakościowych. Biokatalizatory do monitorowania stanu środowiska. Biosensory czułe na mutageny. Biokatalizatory elektrod enzymatycznych i oktod, wykorzystujących fluorescencję. Wykorzystanie materiałów biomimetycznych kompleksów miedzi. Przetworniki elektrochemiczne. Biosensory wykorzystujące preparaty komórkowe z szerokozakresową czułością. Biokatalizatory chemiczne w toksykologii, ekotoksykologii i farmakologii.

Metody kształcenia

Metody dydaktyczne:

W celu zwiększenia efektywności nauczania przedmiotu prowadzący:

- przed rozpoczęciem zajęć praktycznych (konwersatoriów), oprócz sprawdzenia przygotowania merytorycznego studentów do zajęć wyjaśnia wszystkie niezrozumiałe kwestie, zarówno dotyczące zagadnień merytorycznych, jak i praktycznych,

- zwraca uwagę na kwestie najbardziej istotne w danym podstawowym temacie, w celu uniknięcia ew. błędów przez uczestniczących w zajęciach oraz podkreślenia stopnia istotności danych zagadnień,

- odpowiada na pytania studentów dotyczące tematyki analiz danych, jednak studenci samodzielnie przeprowadzają dyskusję, wyciągają wnioski i wykonują sprawozdania z każdorazowo odbytego konwersatorium, gdyż praktyczne podejście do danego zagadnienia jest najbardziej efektywnym, w kwestii szybkości nauczania.

Zajęcia laboratoryjne (konwersatoria). Podczas semestru odbywają się stałe kolokwia (=rozmowy ze studentem) ustne, podczas konwersatoriów. Pod koniec cyklu zajęć kolokwium końcowe (koniec semestru) ze znajomości zagadnień obejmujących treści konwersatoriów. Końcowy egzamin ustny z zakresu merytorycznego tematyki konwersatoriów.

- podczas realizacji zajęć praktycznych (konwersatoriów) są przeprowadzane systematycznie kolokwia (rozmowy), co pozwala na ciągłą rejestrację i ocenę bieżącego przygotowania do zajęć i aktywności studenta podczas ich trwania. Stanowi to podstawę do zaliczenia poszczególnych zajęć.

Warunki odrabiania zajęć opuszczonych z przyczyn usprawiedliwionych: w uzasadnionych przypadkach przewiduje się możliwość wprowadzenia jednorazowego odrobienia ćwiczeń lab. (konwersatoriów) opuszczonych, dla grupy studentów, którzy opuścili zajęcia planowe z przyczyn usprawiedliwionych.

 

Metody i efekty kształcenia:

Celem przedmiotu jest wykształcenie u studenta zdolności samodzielnego analizowania, definiowania, formułowania, identyfikowania, interpretowania, koordynowania, nazywania, objaśniania, podsumowywania, opisywania, rozpoznawania, rozróżniania, stosowania, sporządzania, szacowania, tworzenia, tłumaczenia, wyjaśniania procesów i zagadnień z zakresu zastosowania metod biotechnologicznych w ochronie środowiska. Student definiuje pojęcia związane z całokształtem procesów biotechnologicznych wykorzystywanych w ochronie środowiska i zdrowia oraz zjawisk zachodzących w biosferze i ich wielostronnych efektów w organizmach żywych. Student dokonuje wielokierunkowej analizy wiadomości zdobytych na wykładach i zajęciach laboratoryjnych, wyciąga odpowiednie wnioski oraz umiejętnie wykorzystuje otrzymane dane w praktyce. W szczególności:

1. Student zna i rozumie podstawowe wiadomości z zakresu planowania eksperymentu biologicznego, jego pełnej, reprezentatywnej i pomyślnej realizacji, w warunkach naturalnych i laboratoryjnych, prawidłowego opracowania wyników badań, właściwego wnioskowania i całościowej (kompleksowej) interpretacji.

2. Student objaśnia zasady stosowania zróżnicowanych technik z zastosowaniem struktury projektu naukowego, klasyfikacji metod badawczych, metod analizy i syntezy, indukcji i dedukcji, analogii, objaśnia empiryczne metody badawcze, zasady obserwacji naukowej, metody eksperymentalne, systematyzowanie wyników, ich interpretację, wnioskowanie, dowodzenie, definiowanie, czynniki warunkujące wybór metody, eksperymenty diagnostyczne.

3. Student ma wiedzę w zakresie zasad planowania badań doświadczalnych, eksperymentowania, metod statystycznych, stosowanych do analizy wyników pomiarów, oraz prawidłowości wnioskowania statystycznego, metod weryfikacji hipotez, estymacji, zasad analizy danych empirycznych, formułowania wniosków, kryteriów doboru, czynników determinujących wybiórczość wyników, technik weryfikacji i wykorzystania metod doświadczalnych w rolnictwie, przemyśle, medycynie, ochronie środowiska i innej działalności człowieka.

4. Student zna i rozumie podstawowe wiadomości z zakresu wszechstronnych możliwości zastosowania i wykorzystania zróżnicowanych metod biotechnologicznych w ochronie środowiska, zastosowania biokatalizatorów, ich znaczenia w rolnictwie, przemyśle, medycynie, ochronie środowiska. Zna i rozumie technologie ochrony atmosfery, litosfery, hydrosfery oraz testy toksyczności.

2. Student objaśnia zasady stosowania zróżnicowanych technik biotechnologicznych z zastosowaniem biokatalizatorów. (Ocena wykorzystania odpadów. Uzdatnianie wody. Usuwanie żelaza i manganu z wód głębinowych. Zastosowanie biosensorów w biologicznym oczyszczaniu ścieków. Filtry biologiczne. Złoża fluidalne. Mikro- i biosensory. Metody enzymatyczne. Oczyszczanie ścieków i wody dwu- i wielostopniowe. Chemiczno-fizyczna i biologiczna eliminacja fosforu. Filtracja w oczyszczaniu ścieków. Usuwanie substancji biogennych w oczyszczalniach komunalnych. Uzdatnianie ścieków tłuszczowo-białkowych z przemysłu. Oczyszczalnie glebowo-roślinne).

5. Student ma wiedzę w zakresie stosowania biokatalizatorów w różnych dziedzinach przemysłu, rolnictwie, medycynie, gospodarstwie domowym oraz potrafi ją właściwie wykorzystać: Utylizacja odpadów. Unieszkodliwianie odpadów komunalnych, organicznych, przemysłowych, niebezpiecznych. Zwalczanie pasożytów i ich identyfikację w wodzie i glebie. Wykorzystanie biokatalizatorów w regulacji stanów fizjologicznych komórki. Metody unieruchamiania enzymów. Procedury immobilizacyjne. Biokatalizatory wykorzystujące materiał bakteryjny, komórki roślinne i zwierzęce. Sensor glutaminowy. Biokatalizatory wykorzystujące receptory i przeciwciała. Sensory elektrochemiczne. Membranowe elektrody jonoselektywne. Zastosowanie warstwy żelowej i membrany szklanej. Biosensory z zastosowaniem potencjometrycznych elementów detekcyjnych. Biokatalizatory do oznaczania penicyliny. Biokatalizatory amperometryczne. Amperometryczne czujniki enzymatyczne do pomiaru stężenia glukozy. Światłowody. Biosensory wykorzystujące optyczne metody detekcji. immunochemiczną reakcję wypierania. Katalizatory półprzewodnikowe. Zastosowanie biokatalizatorów w ekologii. Zastosowanie biokatalizatorów w metodach z użyciem bakterii przy oczyszczaniu ścieków i wód. Biokatalizatory wykorzystywane w kontroli produkcji żywności, kosmetyków i leków. Wykorzystanie biokatalizatorów w badaniach jakościowych. Biokatalizatory do monitorowania stanu środowiska. Biosensory wykorzystujące preparaty komórkowe z szerokozakresową czułością. Biokatalizatory chemiczne w toksykologii, ekotoksykologii i farmakologii.

6. Student posługuje się metodami poznanymi podczas kursu realizacji przedmiotu.

7. Student korzysta ze źródeł literaturowych i innych źródeł (e-learning), potrafi interpretować i łączyć w spójną całość uzyskane informacje dotyczące tematyki przedmiotu.

8. Student stosuje metodę samokształcenia i dostrzega potrzebę uczenia się i doskonalenia swoich umiejętności w zakresie całokształtu problematyki związanej z zakresem przedmiotu.

9. Student działa w aktywnej grupie i organizuje pracę w określonym zakresie, słucha uwag prowadzącego zajęcia i stosuje się do jego zaleceń.

 

Szczegółowe efekty kształcenia:

- Student wykorzystuje wcześniej zdobyte informacje odnośnie odczynu roztworów, oznaczania kwasowości i zasadowości badanych roztworów,

- Student definiuje pojęcie kwasowości i zasadowości ogólnej i mineralnej wody,

- Student samodzielnie przeprowadza oznaczenie twardości ogólnej metodą wersenianową,

- Student potrafi dokonać obliczeń niezbędnych do oceny korozyjności i agresywności badanych próbek wody,

- Student potrafi za pomocą metody potencjometrycznej zbadać odczyn oraz przewodność wody, potrafi obsługiwać pH-metr, konduktometr, potrafi metodą wersenianową zbadać twardość wody (metoda miareczkowa), zna zasadę działania powyższych urządzeń,

- Student potrafi ocenić zdatność pobranej próby wody na podstawie właściwości fizycznych oraz chemicznych do konkretnego użytku,

- Student potrafi wymienić rodzaje wód naturalnych występujących w przyrodzie oraz rodzaje zanieczyszczeń środowiska mających wpływ na zmiany ich właściwości fizycznych i chemicznych, wskazuje rodzaje badań sanitarnych niezbędnych do określenia ogólnego składu fizyczno-chemicznego wody i ustalenie jej przydatności do celów wodociągowych,

- Student definiuje pojęcie spektrofotometri, adsorpcji i adsorbentów,

- Student potrafi samodzielnie zmierzyć absorbancję przygotowanych roztworów i wyznaczyć krzywą kalibracyjną dla błękitu metylenowego,

- Student tłumaczy zasadę wypierania błękitu metylenowego przez kationy metali,

- Student potrafi samodzielnie przeprowadzić analizę efektywności wypierania barwnika przez kationy metali,

- Student zapoznaje się z techniką instrumentalną, jaką jest spektrofotometria, zna zasadę działania spektrofotometru oraz potrafi obsługiwać to urządzenie, ponadto na podstawie zebranych danych wykreśla krzywą kalibracyjną, a następnie interpretuje otrzymane wyniki,

- Student potrafi wyjaśnić, na czym polega zjawisko adsorpcji (adsorpcja fizyczna i chemiczna), potrafi wymienić adsorbenty stosowane w przemyśle i medycynie (węgiel aktywny), potrafi wyjaśnić, w jaki sposób grzyby oraz porosty akumulują substancję o charakterze kationowym, w tym kationy metali.

- Student wykorzystuje wcześniej zdobyte informacje odnośnie spektrofotometrii w sposób praktyczny oraz zdobyte umiejętności manualne,

- Student potrafi porównać efektywność procesu adsorpcji na podstawie uzyskanych wyników,

- Student na podstawie uzyskanych wyników omawia możliwość zastosowania bioadsorbentów w oczyszczaniu ścieków,

- Student potrafi wskazać wady i zalety stosowania typowych (węgiel aktywny) i alternatywnych adsorbentów,

- Student potrafi praktycznie wykorzystać uzyskane wcześniej informacje nt. zastosowania spektrofotometrii,

- Student potrafi samodzielnie wykonać analizę oraz wyciągnąć wnioski odnośnie postawionej wcześniej hipotezy badawczej, której celem jest sprawdzenie efektywności skórek pomarańczowych jako biodegradowalnego adsorbenta, zastosowanego do oczyszczania modelowych ścieków z przemysłu barwników oraz porównanie otrzymanych wyników z rezultatami uzyskanymi z analogicznego doświadczenia, w którym jako adsorbent zastosowano węgiel aktywny.

- Student posiada umiejętność przedstawienia wyszukanych wcześciej informacji w formie prezentacji ustnej,

- Student potrafi umiejętnie oraz w sposób interesujący dla słuchających przedstawić informacje na wybrany przez siebie temat popularno-naukowy, dotyczący metod biotechnologicznych stosowanych powszechnie bądź też będących innowacją w ochronie środowiska, w wymaganym czasie i skutecznie nawiązać dyskusję odnośnie omawianych zagadnień.

- Student wykorzystuje wcześniej zdobyte informacje odnośnie spektrofotometrii w sposób praktyczny oraz zdobyte umiejętności manualne, ponadto na podstawie otrzymanych danych samodzielnie konstruuje wnioski,

- Student potrafi zbadać aktywność enzymu antyoksydacyjnego – dysmutazy ponadtlenkowej w ekstrakcie roślinnym w przeliczeniu na mg białka w badanej próbie,

- Student definiuje stres oksydacyjny,

- Student rozróżnia źródła powstawania reaktywnych form tlenu, skutki nadmiaru wolnych rodników dla komórki, i również mechanizmy obronne enzymatyczne oraz nieenzymatyczne aktywowane w przypadku wystąpienia stresu oksydacyjnego,

- Student posiada powyższe informacje odnośnie organizmu człowieka, oraz organizmów roślinnych,

- Student wykorzystuje wcześniej zdobyte informacje odnośnie spektrofotometrii w sposób praktyczny oraz zdobyte umiejętności manualne, ponadto na podstawie otrzymanych danych samodzielnie konstruuje wnioski, potrafi zbadać aktywność enzymu antyoksydacyjnego – dysmutazy ponadtlenkowej w ekstrakcie roślinnym w przeliczeniu na mg białka w badanej próbie,

- Student definiuje stres oksydacyjny, potrafi wskazać źródła powstawania reaktywnych form tlenu, skutki nadmiaru wolnych rodników dla komórki, jak również mechanizmy obronne enzymatyczne oraz nieenzymatyczne, aktywowane w przypadku wystąpienia stresu oksydacyjnego, ponadto posiada powyższe informacje odnośnie organizmu człowieka oraz organizmów roślinnych.

- Student potrafi samodzielnie przeprowadzić analizę wpływu reaktywnych form tlenu na stopień peroksydacji lipidów błony komórkowej wykorzystując zdobyte na wcześniejszych ćwiczeniach wiadomości oraz umiejętności praktyczne (obsługa spektrofotometru, wirówki, pipety jednokanałowej),

- Student tłumaczy zasadę oznaczania koncentracji dialdehydu malonowego oraz nadtlenku wodoru,

- Student wyjaśnia, na czym polega proces lipoperoksydacji,

- Student wymienia j negatywne następstwa procesu lipoperoksydacji dla prawidłowego funkcjonowanie komórki,

- Student potrafi samodzielnie przeprowadzić analizę wpływu reaktywnych form tlenu na stopień peroksydacji lipidów błony komórkowej, wykorzystując zdobyte na wcześniejszych ćwiczeniach i wykładach wiadomości oraz umiejętności praktyczne (obsługa spektrofotometru, wirówki, pipety jednokanałowej), jednocześnie potrafią wyjaśnić zasadę oznaczania koncentracji dialdehydu malonowego oraz nadtlenku wodoru,

- potrafi wyjaśnić, na czym polega proces lipoperoksydacji oraz wymienia jego negatywne następstwa dla prawidłowego funkcjonowanie komórki.

- Student potrafi samodzielnie oznaczyć całkowitą zdolność antyoksydacyjną w badanym płynie dzięki informacjom zdobytym na poprzednich ćwiczeniach,

- Student dokonuje analizy zebranych danych oraz wyciąga wnioski odnośnie przeprowadzonych doświadczeń,

- Student zna zasadę oznaczania całkowitej zdolności antyoksydacyjnej,

- Student umiejętnie wykorzystuje otrzymane dane w praktyce,

- Student potrafi samodzielnie oznaczyć całkowitą zdolność antyoksydacyjną w badanym materiale biologicznym, dzięki informacjom zdobytym na poprzednich ćwiczeniach i na wykładach, potrafi dokonać analizy zebranych danych oraz wyciągnąć wnioski odnośnie przeprowadzonych doświadczeń, zna zasadę oznaczania całkowitej zdolności antyoksydacyjnej, potrafi otrzymane dane odnieść do zastosowań praktycznych.

Po ukończeniu przedmiotu (cyklu konwersatoriów) student powinien analizować, definiować, formułować, identyfikować, interpretować, koordynować, nazywać, objaśniać, podsumowywać, opisywać, rozpoznawać, rozróżniać, stosować, sporządzać, szacować, tworzyć, tłumaczyć, wyjaśniać procesy i zagadnienia z zakresu programu przedmiotu.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Forma i warunki zaliczenia przedmiotu: kolokwia cząstkowe i kolokwium końcowe (koniec semestru) ze znajomości zagadnień obejmujących treści konwersatoriów, zaliczenie ustne z zakresu merytorycznego tematyki konwersatoriów.

Podczas realizacji ćwiczeń i zajęć dyskusyjnych (konwersatoriów) przeprowadzane są systematycznie śródsemestralne pisemne testy kontrolne, śródsemestralne ustne kolokwia, ocena ciągła (bieżące przygotowanie do zajęć i aktywność) oraz końcowe zaliczenie ustne, kolokwia końcowe, zaliczenie ustne. W trakcie semestru odbywa się systematyczne sprawdzanie stopnia znajomości i przygotowania do konwersatoriów (kolokwia ustne; =rozmowy ze studentem).

Literatura podstawowa

Literatura podstawowa (do wyboru):

- Ratledge C., Kristiansen B. 2011. Podstawy biotechnologii. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.

- Bugno M., Rokita H. (red.). 1999. Podstawowe techniki biologii molekularnej i biotechnologii. Wyd. Inst. Biol. Mol. UJ, Kraków.

- Klimiuk E., Łebkowska M. 2009. Biotechnologia w ochronie środowiska. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.

- Calow P. (red.). 1994. Handbook of Ecotoxicology. v. 1, 2. Blackwell Sci., Oxford.

- Fikus M. 1989. Biotechnologia. Wiedza Pow., Warszawa.

- Kirschner H. 1996. Zarys medycyny środowiskowej. Wyd. Akad. Med., Warszawa.

- Kocwowa E. 1975. Biologia w ochronie zdrowia i środowiska. PWN, Warszawa.

- Namieśnik J., Jaśkowski J. 1995. Zarys ekotoksykologii. Wyd. Eko-Pharma, Gdańsk.

- Russel S. 1990. Biotechnologia. PWN, Warszawa.

- Seńczuk W. (red.). 1998. Toksykologia. PZWL, Warszawa.

- Singleton P. 2000. Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie. PWN, Warszawa.

- Smith E.J. 1997. Biotechnology. Cambridge Univ. Press, Cambridge.

- Walker C.H., Hopkin S.P., Sibly R.M., Peakall D.B. 2002. Podstawy ekotoksykologii. PWN, Warszawa.

- Zieliński S. 2000. Skażenia chemiczne w środowisku. Wyd. Polit. Wrocł., Wrocław.

Literatura uzupełniająca

Literatura uzupełniająca:

- Ambrożewicz P. 1999. Zwarty system zagospodarowywania odpadów. Wyd. Ekonomia i Środowisko, Białystok.

- Baran S., Turski R. 1995. Degradacja, ochrona i rekultywacja gleb. Wyd. Akad. Roln., Lublin.

- Bartkowski T. 1979. Kształtowanie ochrony środowiska. PWN, Warszawa.

- Ciechanowicz J. 1999. Międzynarodowe prawo ochrony środowiska. PWN, Warszawa.

- Dobrzański B., Zawadzki W. 1995. Gleboznawstwo. PWRiL, Warszawa.

- Fleming G. 1983. Klimat – środowisko – człowiek. PWRiL, Warszawa.

- Gajewski W., Węgleński P. 1986. Inżynieria genetyczna. PWN, Warszawa.

- Głowiak B., Kempa E., Winnicki T. 1985. Podstawy ochrony środowiska. PWN, Warszawa.

- Horst A. 1986. Fizjologia patologiczna. PZWL, Warszawa.

- Juda J., Chruściel S. 1974. Ochrona powietrza atmosferycznego. WNT, Warszawa.

- Jurasz F. 1989. Gospodarka surowcami wtórnymi. PWN, Warszawa.

- Kaku M. 1997. Wizje, czyli jak nauka zmieni świat w XXI wieku. PWN, Warszawa.

- Kłoskowski K. 1995. Bioetyczne aspekty inżynierii genetycznej. PWN, Warszawa.

- Kowal A.L. 1996. Odnowa wody. Podstawy teoretyczne procesów. Wyd. Polit. Wrocł., Wrocław.

- Kowal A.L., Świderska-Bróz M. 1997. Oczyszczanie wody. PWN, Warszawa-Wrocław.

- Kozar Z., Kozar M. 1972. Diagnostyka chorób pasożytniczych człowieka. PZWL, Warszawa.

- Monahan S.E. 1983. Environmental chemistry. Brooks&Cole Pub. Comp. Monterey, California. USA.

- Namieśnik J., Jamrógiewicz Z. (red.). 1998. Fizykochemiczne metody kontroli zanieczyszczeń środowiska. WNT, Warszawa.

- Paczuski R. 1994. Prawo ochrony środowiska. Wyd. Branta., Bydgoszcz.

- Pawlaczyk-Szpilowa M. 1980. Mikrobiologia wody i ścieków. PWN, Warszawa.

- Roman M. 1995. Roślinne oczyszczalnie ścieków. Wyd. MOŚZNiL, Dep. Gosp. Wod., Warszawa.

- Siuta J. 1995. Gleba - diagnozowanie stanu i zagrożenia. IOŚ, Warszawa.

- Skalmowski K. (red.). 2000. Poradnik gospodarowania odpadami. Verlag Dashofer, Warszawa.

- Turoboyski L. 1979. Hydrobiologia techniczna. PWN, Warszawa.

- Twardowski T. 1996. Społeczne i prawne aspekty biotechnologii. Wyd. Polit. Łódz., Łódź.

- Twardowski T., Michalska A. 1998. Genetycznie modyfikowane organizmy a środowisko. Agencja Edytor, Poznań.

- Urbaniak M. 1997. Przerób i wykorzystanie osadów za ścieków komunalnych. Wyd. Ekoinżynieria, Lublin-Łódź.

- Viesturs U.E., Szmite I.A., Żilewicz A.W. 1972. Biotechnologia. Substancje biologicznie czynne, technologia, aparatura. WNT, Warszawa.

- Zalewski M. (red.). 1995. Procesy biologiczne w ochronie i rekultywacji nizinnych zbiorników zaporowych. Bibl. Monit. Środ., PIOŚ, ZES UŁ, Łódź.

- Ziomko J., Cencek T. 1999. Inwazje pasożytnicze zwierząt gospodarskich. PZWL, Warszawa.

Literatura pomocnicza:

- Connor M., Ferguson-Smith M. 1999. Podstawy genetyki medycznej. PZWL, Warszawa.

- Hermann T.W. 2002. Farmakokinetyka. Teoria i praktyka. PZWL, Warszawa.

- Libudzisz Z., Kowal K. (red.). 2000. Mikrobiologia techniczna. Wyd. Polit. Łódz., Łódź.

- Parnowska W. 1998. Mikrobiologia farmaceutyczna. Problemy produkcji i kontroli leków. PZWL. Warszawa.

- Piróg K.A. 2002. Terapia genowa. Wyd. UJ, Kraków.

- Singleton P. 2000. Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie. PWN, Warszawa.

- Smith E.J. 1997. Biotechnology. Cambridge Univ. Press, Cambridge.

- Szewczyk K.W. 1997. Technologia biochemiczna. Wyd. Polit. Warsz., Warszawa.

- Walsh G. 1998. Biopharmaceuticals. Biochemistry and Biotechnology. J.Wiley & Sons, N.York.

- Aiba S., Humphrey A.E., Mills N.F. 1977. Inżynieria biochemiczna. WNT, Warszawa.

- Bednarski W. (red.). 1993. Biotechnologia żywności. Wyd. ART., Olsztyn.

- Bogen H.J. 1979. Biotechnika. Osiągnięcia i perspektywy. Wiedza Pow., Warszawa.

- Burbianka M., Pliszka A., Burzyńska H. Mikrobiologia żywności. PZWL, Warszawa.

- Fikus M. 1989. Biotechnologia. Wiedza Pow., Warszawa.

- Fuller G.M., Shields D. 2000. Podstawy molekularne biologii komórki. Aspekty medyczne. PZWL, Warszawa.

- Gajewski W., Węgleński P. 1986. Inżynieria genetyczna. PWN, Warszawa.

- Gołąb J., Jakóbisiak M., Lasek W. (red.). 2002. Immunologia. PWN, Warszawa.

- Jankiewicz L.S. 1997. Regulatory wzrostu i rozwoju roślin. PWN, Warszawa.

- Kornacki K., Łaniewska-Moroz Ł., Warmińska-Radyko I. 1997. Podstawy mikrobiologii mleczarskiej. Wyd. Hoża, Warszawa.

- Moszczyński P. 1999. Biochemia witamin. PWN, Warszawa.

- Nicklin J., Graeme-Cook K., Paget T., Killington R. 2000. Mikrobiologia. Krótkie wykłady. PWN, Warszawa.

- Russel S. 1990. Biotechnologia. PWN, Warszawa.

- Srebro Z., Lach K. 1999. Genoterapia. Naprawa genów i leczenie genami. PZWL, Warszawa.

- Turner P.C., McLennan A.G., Bates A.D., White M.R.H. 1999. Biologia molekularna. Krótkie wykłady. PWN, Warszawa.

- Viesturs U.E., Szmite I.A., Żilewicz A.W. 1972. Biotechnologia. Substancje biologicznie czynne, technologia, aparatura. WNT, Warszawa.

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr hab. Piotr Kamiński, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 14-05-2019 11:32)