Treści programowe dla kierunku studiów: biotechnologia Studia pierwszego stopnia – studia licencjackie Rok akademicki 2012/2013

Sadakierska-Chudy A, Dąbrowska G, Goc A. Genetyka ogólna. Skrypt do ćwiczeń dla studentów biologii, Wyd. UMK, Toruń 2004.

Ewolucja komórki, organizacja komórki pro- i eukariotycznej, jedność i różnicowanie komórek.

Jądro komórkowe: chromatyna, chromosom, DNA, ekspresja genu.

Organizacja i funkcje organelli jednobłonowych: retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego, lizosom, endo- i egzocytoza.

Budowa i funkcje błony komórkowej: transport przez błonę, odbieranie sygnałów.

Organelle semiautonomiczne: mitochondria, plastydy.

Cykl komórkowy, mitoza, mejoza.

Pochodzenie i klasyfikacja tkanek zwierzęcych.

Budowa i funkcje tkanek: nabłonkowej, łącznej, mięśniowej i nerwowej.

Połączenia międzykomórkowe oraz struktury powierzchniowe komórek nabłonkowych (rzęski, mikrokosmki).

10. Tkanki jako elementy składowe narządów.

Forma zaliczenia: sprawdzian teoretyczny i praktyczny ze zrealizowanych treści programowych, w tym rozpoznawanie preparatów tkankowych, opis ich budowy i funkcji.

Warunki zaliczenia: obecność, pozytywna ocena ze sprawdzianów.

Literatura:

Alberts B, i in. Podstawy biologii komórki (cz. 1 i 2). PWN Warszawa 2007.

Wojtaszek P. i in. Biologia komórki roślinnej (cz. 1 i 2). PWN Warszawa 2007.

Zarzycki J., 1979: Histologia zwierząt domowych i człowieka. Państw. Wyd. Rolnicze i Leśne, W-wa

Stevens A., Lowe J. 1994: Histologia. Wydawnictwo Medyczne Słotwiński Verlag, Brema.

Sawicki W., 2003: Histologia. PZWL, W-wa

Sembrat K., 1981: Histologia porównawcza zwierząt. PWN, W-wa

Wykład i ćwiczenia obejmują podstawowe zagadnienia płciowego rozmnażania roślin kwiatowych oraz wykorzystania komórek linii generatywnej w biotechnologii (transformacji roślin). Procesy związane z generatywnym rozmnażaniem omawiane są na różnych poziomach organizacji biologicznej, od tkankowej przez komórkową do molekularnej. W pierwszej części wykładu przedstawione są dwa podstawowe procesy zachodzące w rozwijającym się kwiecie:

1) mikrosporogeneza, która rozpoczyna cykl zjawisk prowadzących do wytworzenia ziaren pyłkowych, tj. męskiego gametofitu,

2) megasporogeneza, proces prowadzący do produkcji megaspor rozwijających się w żeński gametofit – woreczek zalążkowy.

Druga część wykładu obejmuje procesy zachodzące w okresie od uwolnienia ziaren pyłkowych z pylnika do wytworzenia zarodka i bielma:

1) zapylenie, kiełkowanie ziaren pyłkowych na znamieniu, wzrost łagiewki pyłkowej w słupku (faza progamiczna),

2) podwójne zapłodnienie; problem rozpoznania między dwiema komórkami plemnikowymi a komórką jajową i centralną, dziedziczenie cytoplazmatycznego materiału genetycznego,

rozwój zarodka i bielma,

3) genetyczne i molekularne mechanizmy niezgodności u roślin kwiatowych.

W części poświęconej embriologii eksperymentalnej omawiane są niektóre techniki uzyskiwania roślin o zmienionym genotypie:

1) na drodze płciowej – zapylenie i zapłodnienie w warunkach in vitro,

2) na drodze somatycznej - fuzja protoplastów,

3) transformacja roślin z użyciem materiału generatywnego (androgeneza).

Metody i środki nauczania: wykład (z wykorzystaniem pokazów w programie Microsoft PowerPoint), dyskusja, zapoznanie studentów z embriologicznym materiałem roślin kwiatowych na poziomie mikroskopu świetlnego, fluorescencyjnego i elektronowego, hodowla łagiewek pyłkowych w warunkach in vitro, histochemia.

Spis zalecanych lektur:

Bednarska E. Zarys embriologii roślin okrytonasiennych, Wydawnictwo UMK, 1994.

Fizjologia roślin jest teoretyczną podstawą biotechnologii roślin. Podstawowa znajomość fizjologii jest niezbędna aby można było studiować biotechnologię. Zatem celem tego przedmiotu jest poznanie fizjologii przemiany materii, fizjologii wzrostu i rozwoju oraz fizjologii stresu u roślin.

1/ Pobieranie wody przez komórkę roślinną i przepuszczalność błon komórkowych

2/ Gospodarka wodna całej rośliny

3/ Mineralne odżywianie roślin i barwniki fotosyntetyczne

4/ Fotosynteza i oddychanie

5/ Wzrost i rozwój roślin

6/ Regulatory wzrostu i rozwoju

Metody oceny/ sposób zaliczenia:

Wykład: pisemny sprawdzian wiadomości w zakresie treści prezentowanych na wykładach – zaliczenie

Ćwiczenia: zaliczenie na ocenę na podstawie: obecności na ćwiczeniach, pozytywnych ocen ze sprawdzianów, czytelnie wypełnionych instrukcji.

Spis zalecanych lektur:

Kopcewicz J., Lewak S. (red.), 2002. Fizjologia roślin, PWN, Warszawa

Lewak S., Kopcewicz J., 2009. Fizjologia roślin. Wprowadzenie. Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa
FIZJOLOGIA ZWIERZĄT
Typ przedmiotu: obligatoryjny

Poziom przedmiotu: 15 godzin wykładu, 30 godzin zajęć laboratoryjnych

Rok studiów, semestr: I, semestr II

Liczba punktów ECTS: 3

Metody nauczania: wykład wspomagany prezentacją multimedialną + ćwiczenia laboratoryjne

Wykładowca: prof. dr hab. Michał Caputa,

Prowadzący zajęcia laboratoryjne: dr Anna Nowakowska, dr Justyna Rogalska

Wymagania wstępne: bez wymagań wstępnych

Cele przedmiotu: zaznajomienie studentów z mechanizmami adaptacji fizjologicznych

Treści merytoryczne przedmiotu:

metodologia badań procesów fizjologicznych;

mechanizmy koordynacji i integracji poszczególnych układów regulacji fizjologicznej;

adaptacja fizjologiczna jako sposób niwelowania skutków defektów genetycznych

1. 
   Podstawowe wiązania i elementy struktury materii ożywionej.
   
2. 
   Budowa właściwości i funkcja aminokwasów i peptydów.
   
3. 
   Struktura I, II III i IV rzędowa i funkcja i mechanizm działania. Metody analizy.
   
4. 
   Budowa rodzaje i funkcja kwasów nukleinowych ewolucja kwasów nukleinowych.
   
5. 
   Mechanizmy syntezy DNA i RNA. Procesy dojrzewanie struktur RNA.
   
6. 
   Ogólna budowa i właściwości enzymów. Koenzymy i witaminy.
   
7. 
   Węglowodany – struktura, właściwości, podział i funkcje. Glikoproteiny i glikolipidy. Lektyny.
   
8. 
   Lipidy budowa i funkcja kwasów tłuszczowych
   
9. 
   Lipidy budujące błony komórkowe i steroidy. Dynamika błon.
   
10. 
    Białka błon komórkowych. Pompy, transportery i kanały jonowe.
    
11. 
    Receptory błonowe.
    

1. 
   Organizacja ćwiczeń.
   

• 
  chromatografia podziałowa aminokwasów
  
• 
  wyznaczanie punktu izoelektrycznego (pH_i) alaniny
  
• 
  wybrane reakcje charakterystyczne.
  

3. 
   Białka
   

• 
  metody wytrącania i denaturacji białek
  

3. 
   Białka
   

• 
  elektroforeza białek surowicy krwi na żelu agarozowym
  
• 
  odsalanie roztworu białka na żelu Sephadex G-25
  

6. 
   Cukrowce
   

• 
  reakcje barwne i redukcyjne cukrowców
  
• 
  reakcja tworzenia osazonów
  

6. 
   Kwasy nukleinowe
   

• 
  preparatyka, analiza i identyfikacja DNA z jąder komórkowych izolowanych
  

• 
  reakcje charakterystyczne
  
• 
  rozdział lipidów mózgu metodą chromatografii cienkowarstwowej
  

- wyznaczanie optimum pH i v₀ fosfatazy kwaśnej.

- oznaczanie nieorganicznego fosforanu metodą Fiske-Subbarowa

- oznaczanie aktywności alkalicznej difosfatazy (pirofosfatazy)

12. 
    Rola enzymów degradujących pirofosforan w syntezie niektórych metabolitów. Lipidy w budowie błon, energetyce i sygnalizacji.
    

Ocena dostateczna 53 punkty. Do ogólnej oceny z przedmiotu liczona jest również ocena z ćwiczeń - maksymalnie 15 punktów (ocena 5.0).

Biochemia Lehninger; PWRL Warszawa 1979

Biochemia Davidson & Sitman; Urban & Partner Wrocław 2002
METABOLOMIKA
Typ przedmiotu: obligatoryjny

Poziom przedmiotu: 30 godzin wykładu, 30 godzin zajęć laboratoryjnych

Rok studiów, semestr: II, semestr IV

Liczba punktów ECTS: 5

Metody nauczania: wykład z prezentacją multimedialną oraz zajęcia laboratoryjne

Wykładowca: dr hab. Michał Komoszyński, prof. UMK

Prowadzący zajęcia laboratoryjne: dr hab. Anna Jakubowska, dr Maciej Ostrowski

Wymagania wstępne: znajomość podstaw Chemii ogólnej i analitycznej, oraz Chemii

organicznej i ukończony kurs Biochemii strukturalnej.

Student, który ukończy przedmiot Metabolomika pozna mechanizmy przemian zachodzących w podstawowych szlakach metabolicznych, a także sposoby magazynowania i przetwarzania energii chemicznej w komórce. Uzyskane informacje ułatwią mu zrozumienie mechanizmów regulujących tempo przemian w komórkach, tkankach i narządach. Uzyskana wiedza pozwoli również wyjaśnić sposoby, integrację tych procesów na poziomie tkanek, narządów i całego organizmu.

1. Podstawy katalizy enzymatycznej (kofaktory, koenzymy, K’ stała równowagi reakcji K_M, V_max) regulacja aktywności enzymów.

3. Procesy kataboliczne prowadzące do syntezy energii użytecznej dla komórek, związki wysokoenergetyczne:

a. Glikoliza - synteza ATP.

b. Cykl pentozofosforanowy, glukoneogeneza.

c. Przemiany cyklu Krebsa.

e. Utlenianie i synteza kwasów tłuszczowych.

f. Mitochondria, łańcuch oddechowy i synteza ATP.

g. Chloroplasty. Cykliczny i niecykliczny łańcuch reakcji oksydacyjno-

redukcyjnych.

h. Asymilacja CO₂ (karboksylacja, redukcja i regeneracja). Biosynteza

disacharydów.

i. Degradacja białek i aminokwasów. Reakcje transaminacji i dezaminacji.

Cykl mocznikowy.

4. Procesy anaboliczne

Biosynteza aminokwasów

Synteza nukleotydów

Biosynteza białek

Synteza fosfolipidów

Synteza glikogenu.

5. Integracja metabolizmu

Zajęcia laboratoryjne:

1. Preparatyka buforów i roztworów do oznaczania aktywności enzymów.

Wyznaczanie optimum pH fosfatazy kwaśnej.

2. Metody analizy i identyfikacji białek. Elektroforeza białek w warunkach denaturujących

(proteomika) (5 godz.).

3. Rozdział i identyfikacja izoenzymów dehydrogenazy mleczanowej i ich rola

w metabolizmie energetycznym komórek.

4. Preparatyka mitochondriów. Dehydrogenaza bursztynianowa – enzym mitochondrialny

zaangażowany w przemiany cyklu kwasów trójkarboksylowych i transport elektronów do

łańcucha oddechowego.

5. Oksydoreduktazy - enzymy transportujące protony i redukujące cząsteczki tlenu.

Transport elektronów w chloroplastach.

6. Transaminazy - enzymy uczestniczące w przemianach aminokwasów

7. Rola enzymów degradujących pirofosforan w syntezie niektórych metabolitów

komórkowych.

Instrukcje do ćwiczeń do odbioru w Zakładzie Biochemii.

Metody oceny/ sposób zaliczenia: Egzamin pisemny (10 pytań x 10 pkt. = 100 pkt.), Ocena dostateczna 53 punkty. Do ogólnej oceny z przedmiotu liczona jest również ocena z ćwiczeń - maksymalnie 15 punktów (ocena 5.0).

Spis zalecanych lektur:

Biochemia Berg, Tymoczko & Stryer; PWN, Warszawa 2005

Biochemia Lehninger; PWRL Warszawa 1979

Biochemia Davidson & Sitman; Urban & Partner Wrocław 2002

Ponadto omawiane są praktyczne zastosowania osiągnięć mikrobiologii oraz znaczenie drobnoustrojów w przyrodzie.

Schlegel H. Mikrobiologia ogólna

Paul E. A., Clark F. E. Mikrobiologia i biochemia gleb

Salyers A., Witt E. Mikrobiologia

Singleton P. Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie
IMMUNOLOGIA
Typ przedmiotu: obligatoryjny

Poziom przedmiotu: 30 godzin wykładu, 30 godzin zajęć laboratoryjnych

Rok studiów, semestr: III, semestr V

Liczba punktów ECTS: 4

Metody nauczania: wykład z prezentacją multimedialną, ćwiczenia laboratoryjne, seminaria, prezentacje najnowszych odkryć (journal club).

Wykładowca: prof. dr hab. Wiesław Kozak

Prowadzący zajęcia laboratoryjne: dr Sylwia Wrotek

Wymagania wstępne: Zaliczone kursy: biochemia, genetyka, fizjologia komórki, fizjologia zwierząt.

Cele przedmiotu: Zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami immunologii. Przekazanie wiedzy o biologicznych i fizjologicznych podstawach procesów związanych z rozpoznaniem „swój-obcy”, „bezpieczny-niebezpieczny” i reakcja organizmu na czynnik obcy.

Treści merytoryczne przedmiotu: Istota immunologii; znaczenie procesów rozpoznania „swój-obcy” w ewolucji życia.

Wrodzony i nabyty układ immunologiczny – wprowadzenie.

Elementy wrodzonego układu immunologicznego; strategia rozpoznania obcego antygenu przez receptory wrodzonego układu immunologicznego; biologia komórek linii mieloidalnej hematopoezy – przetworzenie i prezentacja antygenu. Składniki i aktywacja dopełniacza.

Elementy nabytego układu immunologicznego; biologia komórek linii limfoidalnej hematopoezy:

układ limfatyczny

biologia limfocytu B

genetyczne podstawy różnorodności przeciwciał i receptorów komórek B

główny kompleks zgodności tkankowej

biologia limfocytu T

stymulacja komórek B i T w reakcji na antygen.

Elementy regulacji procesów immunologicznych;

cytokiny

nadwrażliwość typu I i II

psycho-neuro-endokryno-immunomodulacja

Metody oceny/ sposób zaliczenia: egzamin pisemny, po zaliczeniu zajęć laboratoryjnych

Spis zalecanych lektur: Roitt I., Brostoff J. Male D. Immunologia. Wyd. Lekarskie PZWL Warszawa

Gołąb J., Jakóbisiak M., Lasek W. Immunologia. PWN, Warszawa 1998

Buczek J., Deptuła W., Gliński Z., Jarosz J., Stosik M., Wernicki A. Immunologia porównawcza i rozwojowa zwierząt. PWN

Deptuła W., Buczek J. Zarys immunologii ssaków. Wydawnictwo UJ

Antibodies: a laboratory manual (E. Harlow, D. Lane), Cold Spring Harbor Laboratory 1988
WIRUSOLOGIA

Typ przedmiotu: obligatoryjny

Poziom przedmiotu: 15 godzin wykładu

Rok studiów, semestr: III rok, semestr VI

Liczba punktów ECTS: 2