Sylabus przedmiotu - Syjon

Sylabus przedmiotu
Przedmiot:
Mikrobiologia środowiska
Kierunek: Biologia, II stopień [4 sem], stacjonarny, ogólnoakademicki, rozpoczęty w: 2012
Specjalność: mikrobiologia
Rok/Semestr: I/1
Liczba godzin: 30,0
Nauczyciel: Jaroszuk-Ściseł, Jolanta, dr hab.
Forma zajęć: wykład
Rodzaj zaliczenia: egzamin
Punkty ECTS: 8,0
Poziom trudności: średnio zaawansowany
Wstępne wymagania: podstawy mikrobiologii ogólnej
Metody dydaktyczne:
• pokaz
• wykład informacyjny
1.Charakterystyka środowiska glebowego - układ trójfazowy (faza stała, ciekła i
gazowa); faza stała: glebotworzenie i charakterystyka skał,budowa profilu glebowego,
jednostki systematyczne gleb i klasy bonitacyjne, skład granulometryczny i mineralogiczny gleb,
glebowa materia organiczna: zawartość próchnicy i węgla w glebach, proces humifikacji,
połączenia próchnicze i organiczno-mineralne,agregaty i koloidy glebowe;gęstość stałej fazy
gleby; porowatość ogólna gleby;faza ciekła: strefy o różnym nasyceniu wodą, woda i
roztwór glebowy, pojemność wodna, wilgotność,higroskopijność,retencja wody w glebie
(krzywe retencyjności);potencjał matrycowy i osmotyczny wody glebowej, grupy
mikroorganizmów a potencjał wody glebowej;faza gazowa:pojemność powietrzna, czynniki
determinujące skład powietrza glebowego (rozpuszczalność, dyfuzja); właściwości sorpcyjne gleb
(sorpcja kationów i anionów); odczyn, kwasowość czynna i potencjalna, buforowość gleb, rola
glinu w tworzeniu kwasowości, źródła kwasowości gleb;
2.Charakterystyka środowiska wodnego – zmienność liczebności mikroorganizmów,
rozmieszczenie mikroorganizmów, maty mikrobiologiczne, produkcja pierwotna i
wtórna (DOM, POM), siedlisko bentosowe, transformacje C, N, S, Fe i Mn, pętla
mikrobiologiczna, strefy o różnej saprobowości, zdolność do samooczyszczania wód
(linia tlenowa); mikroorganizmy wskaźnikowe;
3.Charakterystyka powietrza jako środowiska bytowania drobnoustrojów
(aerobiologia): warstwy atmosfery (znaczenie warstwy granicznej), bioaerozol jako
układ fazowy ijego frakcje, rodzaj i wielkość cząstek bioaerozolu, szlak
aeromikrobiologiczny i jego elementy, zróżnicowanie mikroorganizmów powietrza i
mikroorganizmy wskaźnikowe, transport spor w atmosferze;
4.Zasady pobierania, transportu, przechowywania i przygotowywania prób środowiskowych
(reprezentatywność próbki – geostatyka; wybór punktów badawczych) oraz techniki badania
mikrobiologii gleb, wód i powietrza, hodowalność mikroorganizmów środowiskowych
ireprezentatywność bakterii hodowalnych;
5.Ryzosfera (mikoryzosfera): ryzosfera (typy zależne od wieku korzenia), ryzoplana,
ryzopowłoki, frakcje ryzodepozytów i skład wydzielin korzeniowych, efekt
ryzosferowy,komórki graniczne (KG) czapeczki korzenia: proces tworzenia KG, liczebność
uwalnianych KG i jej zależność od rodziny roślin, typu merystemu, czynników biotycznych i
abiotycznych, enzymatyczne markery uwalniania KG, typy interakcji KG z mikroorganizmami;
6.Interakcje mikroorganizmów z roślinami: epifity, endofity; mikroorganizmy symbiotyczne:
diazotrofy, grzyby mikoryzowe: mikoryza ektotroficzna, endotroficzna (wezikularnoarbuskularna), storczykowatych; korzeniówki, arbutoidalna, erikoidalna; znaczenie środowiskowe
mikoryz; porównanie właściwości gleb nie‑ryzosferowych, ryzosferowych i mikoryzowych;
mikroorganizmy patogeniczne: biotrofy, hemibiotrofy, nekrotrofy; klasy genów patogeniczności,
struktury infekcyjne, kontinuum symbiont-patogen w interakcji roślina – mikroorganizm;
7.Interakcje pomiędzy mikroorganizmami zachodzące w różnych środowiskach: oddziaływania
między- i wewnątrzgatunkowe; typy interakcji wyróżnione na podstawie ich efektów dla obu
partnerów: neutralizm; komensalizm; protokooperacja; mutualizm; symbioza; amensalizm;
pasożytnictwo i drapieżnictwo (udział pasożytnictwa i drapieżnictwa w tworzeniu poziomów
troficznych), mikopasożytnictwo (podział, etapy) i mikoliza (systemy enzymów litycznych).
zjawisko mikostazy i bakteriostazy (przyczyny i skutki), konkurencja o związki odżywcze
(zależność od specyficznego tempa wzrostu), o żelazo: strategie mikroorganizmów i roślin w
pobieraniu Fe(III); mechanizm konkurencji sideroforowej o Fe(III) pomiędzy mikroorganizmami w
ryzosferze roślin;
8.Ekologia drobnoustrojów: ekosystem, biocenoza, nisza ekologiczna, sukcesja ekologiczna;
biocenoza klimaksowa, populacje mikroorganizmów, kolonie mikroorganizmów: sposób
Zakres tematów: porozumiewania się i organizacji kolonijnych mikroorganizmów, struktura autoinduktora; biofilm
(organizacja, fazy tworzenia); strategie życia organizmów (selekcja typu r i K ;diapauza, złożone
cykle życiowe). Różnorodność zespołów mikroorganizmów: podstawowe parametry oceny stanu
fizjologicznego mikroorganizmów (ekofizjologiczne): indeks rozwoju kolonii (CD); indeks
ekofizjologiczny (EP); wykorzystanie systemu Biolog EcoPlate.
9.Udział drobnoustrojów w cyklach biogeochemicznego krążenia węgla, azotu, siarki, fosforu,
potasu, żelaza, w zależności od warunków środowiska;
10.Przystosowania mikroorganizmów do środowisk skrajnych (ekstremalnych): sposoby
odbierania sygnałów środowiskowych przez mikroorganizmy, mechanizm reakcji
chemotaktycznej; podział ekstremofili i ich przystosowania: ekstremofile środowisk o skrajnych
wartościach temperatury: termofile; modele pozyskiwania energii u hypertermofili, termotrofy;
mezofile; psychrofile; psychrotrofy, adaptacje do niskich temperatur na poziomie molekularnym i
genetycznym; ekstremofile środowisk o skrajnych wartościach promieniowania: oddziaływanie
światła widzialnego na komórki mikroorganizmów; ekstremofile środowisk o skrajnych
wartościach aktywności wodnej oraz ciśnienia osmotycznego: halofile, halotrofy, mechanizmy
osmoadaptacji (kolejność włączania poszczególnych mechanizmów); ekstremofile środowisk o
skrajnych wartościach pH: alkalifile, alkalotrofy, acydofile, acidotrofy, neutrofile; ekstremofile
środowisk o skrajnych wartościach stężenia tlenu (oraz potencjału oksydoredukcyjnego)
obligatoryjne beztlenowce i tlenowce; ekstremofile środowisk skażonych metalami ciężkimi:
toksyczność, transformacje form nieorganicznych, konwersja form organicznych, proces korozji.
Forma oceniania: • egzamin pisemny
Modułowe efekty
kształcenia
realizowane w ramach
przedmiotu:
01 Charakteryzuje szczegółowo: środowiska zasiedlane przez mikroorganizmy; etapy cykli
krążenia pierwiastków w tych środowiskach; formy występowania w nich mikroorganizmów
02 Opisuje strategie życia mikroorganizmów, interakcje pomiędzy mikroorganizmami oraz
mikroorganizmami a organizmami wyższymi, mechanizmy przystosowań mikroorganizmów
do środowisk skrajnych
03 Wskazuje i wyjaśnia mechanizmy procesów mikrobiologicznych wykorzystywanych w
biotechnologiach ochrony środowiska, charakteryzuje metody i preparaty stosowane w tych
technologiach
04 Umie wyizolować mikroorganizmy z ich środowiska, określić ich liczebność i różnorodność,
zmierzyć aktywność enzymatyczną w próbach z różnych środowisk
07 Uświadamia o zagrożeniach wynikających z niewłaściwej eksploatacji środowiska oraz o
konieczności stosowania i udoskonalania przyjaznych dla środowiska a jednocześnie
ekonomicznie uzasadnionych technologii
Podstawowa:
Paul E.A., Clark F.E. 2000. Mikrobiologia i biochemia gleb. Wydawnictwo UMCS, Lublin
Błaszczyk M.K. 2010. Mikrobiologia środowisk. Wydawnictwo PWN, Warszawa
Pomocnicza:
Maier R.M., Pepper I L., Gerba C. P. 2000 Environmental Microbiology. Academic Press.
Pepper I.L., Gerba C.P., Brendecke J.W. 1995. Environmental Microbiology. A laboratory manual.
Academic Press.
Literatura:
Alef K., Nannipieri P. 1995. Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry. Academic
Press Limited.
Whalen J.K., Sampedro L. 2010. Soil Ecology and Management. CAB International
Van Elsas J.D., Jansson J.K., Trevors J.T. 2007. Modern soil microbiology. CRC Press.
Libudzisz Z., Kowal K., Żakowska Z. 2007. Mikrobiologia techniczna t.1. Mikroorganizmy i
środowiska ich występowania. Wydawnictwo PWN, Warszawa
Błaszczyk M.K. 2007. Mikroorganizmy w ochronie środowiska. Wydawnictwo PWN, Warszawa
Bednarek R., Dziadowiec H., Pokojska U., Prusinkiewicz Z. 2005. Badania ekologicznogleboznawcze. Wydawnictwo PWN, Warszawa
Klimiuk E., Łebkowska M. 2003. Biotechnologia w ochronie środowiska. Wydawnictwo PWN,
Warszawa