Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Elektyw 3: Biotransformacja, bioremediacja i bioindykacja

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: T.F4.3EL2.SI.TTZIX.T
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Elektyw 3: Biotransformacja, bioremediacja i bioindykacja
Jednostka: Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

Zapoznanie studentów z możliwościami wykorzystania mikroorganizmów i metod biotechnologicznych w ochronie środowiska oraz przemyśle spożywczym. Omówione zostaną teoretyczne podstawy procesów biotransformacji oraz ich przemysłowe i środowiskowe zastosowanie. W dalszej kolejności studenci zapoznani zostaną z problematyką procesów bioremediacji i biodegradacji, a także zagadnieniem bioindykacji oraz ich znaczeniem dla ochrony przyrody.

Pełny opis:

Treść kształcenia

Biotransformacja – definicja. Ogólna charakterystyka i podstawowe cechy procesów biotransformacji. Typy reakcji wykorzystywanych w procesach biotransformacji. Metody prowadzenia procesów biotransformacji, ich wady i zalety. Immobilizowane drobnoustroje i biokatalizatory. Biotechnologiczne otrzymywanie kwasu octowego, kwasu glukonowego, L-sorbozy, bakteryjnej celulozy. Biokonwersja glukozy do fruktozy z udziałem inwertazy. Znaczenie biotransformacji w procesie otrzymywania aminokwasów. Zastosowanie biotransformacji w biotechnologii środków farmaceutycznych: produkcja antybiotyków, leków steroidowych, preparatów krwiopochodnych. Biotechnologiczne otrzymywanie dihydroksyacetonu (DHA). Wpływ warunków prowadzenia biotransformacji na wynik procesu.

Znaczenie procesów biotransformacji w ochronie środowiska. Biotransformacje metali przez mikroorganizmy. Procesy biohydrometalurgiczne w ochronie środowiska, mikrobiologiczne ługowanie metali (miedzi, uranu, złota), odsiarczanie węgla, „bakteryjni” górnicy. Zastosowanie biologicznego ługowania do utylizacji stałych, płynnych i gazowych odpadów i osadów ściekowych zawierających metale ciężkie.

Biodegradacja. Mechanizmy rozkładu związków organicznych. Procesy nitryfikacji, denitryfikacji, wewnątrzkomórkowa kumulacja polifosforanów, usuwanie fosforu ze ścieków. Oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego. Usuwanie metali ze ścieków. Metoda biosorpcji. Mikrobiologiczne procesy degradacji pestycydów, związków ropopochodnych i związków policyklicznych (WWA, PCB). Fermentacja metanowa. Etapy i produkty fermentacji metanowej, biogaz.

Definicja bioremediacji. Bioremediacja naturalna. Bioremediacja inżynieryjna in situ (biostymulacja, bioaugmentacja, fitoremediacja). Bioremediacja ex situ (bioreaktory, biofiltry, biopłuczki, kompostowanie). Czynniki sprzyjające bioremediacji. Monitorowanie procesu bioremediacji w skażonym środowisku.

Mikrobiologiczne oczyszczanie gruntów i wody z produktów ropopochodnych. Źródła zanieczyszczeń ropą naftową i jej produktami. Biodegradacja węglowodorów. Mikroorganizmy wykorzystywane w procesach mikrobiologicznego oczyszczania gruntów. Czynniki wpływające na szybkość biodegradacji węglowodorów.

Teoretyczne podstawy bioindykacji. Podstawowe definicje oraz cele bioindykacji. Organizmy testowe, cechy dobrego bioindykatora. Nowoczesne testy bioindykacyjne. Zastosowanie bioindykatorów w ocenie stopnia zanieczyszczenia powietrza, gleby i wody. Biosensory mikrobiologiczne.

Biotransformacja metali. Ocena aktywności utleniającej bakterii Acidithiobacillus ferrooxidans. Charakterystyka mikrobiologiczna oraz mechanizm utleniania jonów Fe2+ do Fe3+ przez bakterie A. ferrooxidans.

Biosorpcja metali ciężkich przez drożdże Saccharomyces cerevisiae.

Procesy bioremediacji. Biodegradacja związków organicznych przez drobnoustroje glebowe. Biodegradacja olejów mineralnych.

Badania biotoksykologiczne. Ocena toksycznego wpływu substancji rozpuszczonych w wodzie na podstawie testu z Pseudomonas fluorescens.

Zastosowanie mikroorganizmów w oczyszczaniu ścieków. Charakterystyka mikrobiologiczna osadu czynnego. Oznaczanie objętości i suchej masy, wyznaczanie indeksu objętościowego osadu czynnego. Aktywność enzymatyczna osadu czynnego (dehdrogenzowa określana metodą TTC oraz katalazowa wg Januszkiewicza i Szarejki).

Literatura:

Literatura podstawowa:

1. Błaszczyk M.K: Mikroorganizmy w ochronie środowiska, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.

2. Kołek T., Bartmańska A.: Podstawy biotransformacji, Wydawnictwo Akademii Rolniczej we Wrocławiu, 2005.

3. Klimiuk E., Łebkowska M.: Biotechnologia w ochronie środowiska, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.

4. Libudzisz Z., Kowal K., Żakowska Z.: Mikrobiologia techniczna, tom 2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.

Literatura uzupełniająca:

1. Zamorska J., Papciak D.: Wybrane zagadnienia biotechnologii środowiskowej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, 2001.

2. Jędrczak A.: Biologiczne przetwarzanie odpadów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.

3. Hartmann L.: Biologiczne oczyszczanie ścieków, Wydawnictwo Instalator Polski, Warszawa 1996.

4. Neryng A., Wojdalski J., Budny J., Krasowski E.: Energia i woda w przemyśle rolno-spożywczym, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1990.

5. Pawlaczyk-Szpilowa M.: Ćwiczenia z mikrobiologii wody i ścieków, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1980.

Efekty uczenia się:

Wiedza

Definiuje pojęcia biotransformacja, bioremediacja, bioindykacja.

Opisuje przykłady zastosowania procesów biotransformacji w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz w ochronie środowiska.

Charakteryzuje mikroorganizmy wykorzystywane w procesach biotransformacji, bioremediacji i bioindykacji.

Objaśnia mechanizmy biodegradacji i biosorpcji, wymienia metody bioremediacji, opisuje rolę tych procesów w ochronie środowiska.

Umiejętności

Przeprowadza doświadczenia oraz interpretuje uzyskane wyniki.

Kompetencje społeczne

Ma świadomość ryzyka i społecznej odpowiedzialności związanej ze stosowaniem technik współczesnej bioinżynierii i biotechnologii.

Metody i kryteria oceniania:

Na ocenę 2

Nie potrafi zdefiniować pojęć biotransformacja, bioremediacja i bioindykacja.

Nie potrafi dostatecznie opisać przykładów zastosowania procesów biotransformacji w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz w ochronie środowiska.

Nie potrafi scharakteryzować mikroorganizmów wykorzystywanych w procesach biotransformacji, bioremediacji i bioindykacji.

Nie potrafi objaśnić mechanizmów biodegradacji i biosorpcji, nie wymienia metod bioremediacji, nie potrafi opisać roli tych procesów w ochronie środowiska

Nie potrafi prawidłowo przeprowadzić doświadczeń ani zinterpretować uzyskanych wyników.

Nie jest świadomy zagrożeń związanych ze stosowaniem technik współczesnej bioinżynierii i biotechnologii.

Na ocenę 3

Potrafi podać podstawowe informacje na temat procesów biotransformacji, bioremediacji i bioindykacji.

W stopniu dostatecznym opisuje przykłady zastosowania procesów biotransformacji w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz w ochronie środowiska.

W stopniu dostatecznym charakteryzuje mikroorganizmy wykorzystywane w procesach biotransformacji, bioremediacji i bioindykacji.

Zna podstawowe informacje o mechanizmach biodegradacji i biosorpcji, wymienia metody bioremediacji.

Prawidłowo przeprowadza doświadczenia.

Zna zagrożenia, ale nie uwzględnia ich w praktycznym działaniu.

Na ocenę 4

Potrafi w stopniu dobrym definiować pojęcia biotransformacja, bioremediacja i bioindykacja.

Szczegółowo opisuje przykłady zastosowania procesów biotransformacji w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz w ochronie środowiska.

W stopniu dobrym charakteryzuje mikroorganizmy stosowane w procesach biotransformacji, bioremediacji i bioindykacji.

Objaśnia mechanizmy biodegradacji i biosorpcji, wymienia metody bioremediacji, w stopniu dobrym opisuje rolę tych procesów w ochronie środowiska.

Prawidłowo przeprowadza doświadczenia oraz z niewielką pomocą analizuje uzyskane wyniki.

Jest świadomy zagrożeń i częściowo uwzględnia je w swoich działaniach.

Na ocenę 5

Wykazuje dużą biegłość i zrozumienie tematyki procesów biotransformacji, bioremediacji i bioindykacji.

Z dużą wnikliwością potrafi przedstawić przykłady zastosowania procesów biotransformacji w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz w ochronie środowiska.

Posiada pogłębioną wiedzę na temat mikroorganizmów wykorzystywanych w procesach biotransformacji, bioremediacji i bioindykacj.

Wykazuje zaawansowaną znajomość mechanizmów biodegradacji i biosorpcji, wymienia metody bioremediacji oraz potrafi je scharakteryzować, a także biegle orientuje się w roli tych procesów w ochronie środowiska.

Bezbłędnie przeprowadza doświadczenia oraz samodzielnie i wnikliwie analizuje wyniki.

Jest świadomy zagrożeń, przypisuje im znaczącą wagę i uwzględnia w swoich działaniach.

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0-1 (2024-04-02)