Kultury tkankowe i komórkowe roślin i zwierząt

Przedmiot Kierunkowy - obowiązkowy, 6 semestr studiów

Wymagania wstępna: wiedza z biologii dotycząca budowy komórki roślinnej i zwierzęcej na poziomie szkoły średniej, zaliczenie modułu zajęć z Fizjologii roślin z elementami anatomii i morfologii

Tematyka zajęć:

Wykłady 30 godz.

1. Rozwój i znaczenie roślinnych kultur in vitro. Totipotencja komórek. Wyposażenie laboratorium, zasady i warunki prowadzenia kultur. 2. Skład chemiczny pożywki.

3. Mikrorozmnażanie roślin: kultury pąków wierzchołkowych, bocznych, merystemów. Uwalnianie roślin od patogenów. 4. Mikrorozmnażanie roślin: morfogeneza przybyszowa.

5. Mikrorozmnażanie roślin: somatyczna embriogeneza, sztuczne nasiona. Przechowywanie materiału roślinnego. 6. Kultury: kalusowe, zawiesinowe, protoplastów, korzeniowe, pylników, mikrospor, zalążków, zalążni, zarodków zygotycznych. 7. Selekcja w kulturach in vitro, zmienność somaklonalna.

8. Specyfika wyposażenia i funkcjonowania laboratorium hodowli komórek zwierzęcych in vitro. 9. Fazy cyklu życiowego komórek zwierzęcych w hodowli in vitro a cykl komórkowy

10. Rodzaje hodowli komórkowych: hodowle pierwotne i linie komórkowe

11. Metody izolacji, liczenia i identyfikacji komórek.

12. Hodowle typu monolyer i hodowle w zawiesinie.

13. Metody selekcji komórek w hodowlach in vitro.

14. Metody transfekcji komórek w hodowlach in vitro.

15. Metody stosowane do badania podstawowych procesów w komórkach w hodowlach in vitro.

Ćwiczenia laboratoryjne - 30 godz.

1. Organizacja i wyposażenie laboratorium in vitro. Sporządzanie pożywek. Sterylizacja narzędzi, papieru, pożywek. 2. Zakładanie kultury kalusowej z korzeni marchwi. Dezynfekcja i wysiew nasion in vitro.

3. Izolacja i wykładanie na pożywkę eksplantatów z liści begonii oraz łusek cebulowych lilii.

4. Namnażanie i ukorzenianie wybranych roślin użytkowych (m.in. mięta, tymianek, stewia, koniczyna, rzepak). 5. Zakładanie kultur pąków wierzchołkowych i bocznych (izolacja materiału z siewek rzepaku i koniczyny). Aklimatyzacja roślin. 6. Obserwacje przeprowadzonych doświadczeń oraz analiza uzyskanych wyników.

7. Wyposażenie i organizacja pracowni hodowli tkanek zwierzęcych, zasady BHP obowiązujące w laboratorium. 8. Wyprowadzanie linii komórkowych - zakładanie hodowli pierwotnej komórek mięśni gładkich aorty myszy. 9. Linie komórkowe: zmiana pożywki, pasaż komórek przyczepionych do podłoża.

10. Metody liczenia i oznaczania żywotności komórek w hodowlach in vitro.

11. Obliczanie gęstości wysiewannia komórek w zalezności od gęstości zawiesiny wyjsciowej i powierzchni naczynia hodowlanego. 12. Procedura mrożenia komórek, media krioprotekcyjne, bankowanie komórek.

13. Barwienie hodowli komórkowych metodami oraz wykonywanie preparatów mikroskopowych, analiza preparatów pod mikroskopem świetlnym.

Podstawowa:

Malepszy S. 2009. Biotechnologia roślin. PWN, Warszawa

Skucińska B. 2008. Przewodnik do ćwiczeń z roślinnych kultur in vitro. UR, Kraków

Stokłosowa S. 2004. Hodowla komórek i tkanek. PWN, Warszawa

Uzupełniająca:

Woźny A., Przybył K. 2004. Komórki roślinne w warunkach stresu. Tom II. Komórki in vitro WN UAM, Poznań

Davis J.M. 2001. Basic cell culture. Oxford University Press

Freshney R.I. 2001. Culture of animal cells. A manual of basic technique. 4th Edition. Wiley-Liss

Wiedza - student zna i rozumie:

- podstawowe procesy biochemiczne, metaboliczne i fizjologiczne zachodzące w komórkach i tkankach roślin i zwierząt - podstawowe zagadnienia dotyczące hodowli in vitro komórek roślinnych i zwierzęcych, wykorzystywanych podłoży i zastosowania kultur in vitro w biotechnologii

- techniki pracy eksperymentalnej i laboratoryjnej w warunkach in vitro, a także metody wykorzystania materiału biologicznego w biotechnologii - zasady hodowli pierwotnych i linii komórkowych, hodowli w zawiesinie oraz metody izolacji, liczenia i identyfikacji komórek - sposoby mikrorozmnażania roślin

Umiejętności - student potrafi:

- korzystać z podstawowego sprzętu i aparatury stosowanej w laboratorium in vitro

- planować i wykonywać proste zadania badawcze w warunkach sterylnych (przygotowywanie pożywki, dezynfekcja materiału roślinnego i zwierzęcego, wycinanie eksplantatów, pasażowanie kultury, aklimatyzacja) indywidualnie oraz w zespole. Potrafi zastosować technikę mikroskopową i jej optymalizację w hodowlach in vitro, ma umiejętność liczenia komórek i oceniania ich żywotności

- samodzielnie lub w zespole analizować wyniki oraz wyciągać wnioski z przeprowadzonych eksperymentów

Kompetencje społeczne - student jest gotów do:

- współpracy w ramach małego zespołu

- dokształcania się w zakresie kultur in vitro

Wykłady: część materiału dotycząca kultur roślinnych - test jednokrotnego/wielokrotnego wyboru; cześć materiału dotycząca hodowli in vitro komórek zwierzęcych: egzamin w formie pisemnej (pytania otwarte): na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 60 % prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania; udział oceny z materiału dotyczącego wykładów w ocenie końcowej wynosi 50 % (po 25% z części obejmujacej kultury komórek/tkanek roślinnych i zwierzęcych).

Ćwiczenia: część materiału dotycząca kultur roślinnych - test jednokrotnego/wielokrotnego wyboru; cześć materiału dotycząca hodowli in vitro komórek zwierzęcych: egzamin w formie pisemnej (pytania otwarte): na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 60 % prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania; udział oceny z materiału dotyczącego ćwiczeń w ocenie końcowej wynosi 50 % (po 25% z części obejmujacej kultury komórek/tkanek roślinnych i zwierzęcych).