Agrobiotechnologia

KIERUNEK STUDÓW : ROLNICTWO / ECTS: 5 / semestr: 1

Profil: ogólnoakademicki / Forma i poziom: SM

status: kierunkowy

Wymagania wstępne: brak

Celem nauczania przedmiotu jest zapoznanie studentów z funkcjonowaniem laboratorium in vitro i biologii molekularnej. Na zajęciach omówione będą techniki mikrorozmnażania roślin oraz podstawowe metody modyfikacji genetycznych organizmów i analizy DNA. Program obejmował będzie również zagadnienia związane z wykorzystaniem biotechnologii w rolnictwie i najnowszymi osiągnięciami w tej dziedzinie.

Wykłady:

1.Historia roślinnych kultur in vitro. Totipotencja komórek

2.Kondycja rośliny macierzystej, eksplantaty, dezynfekcja materiału roślinnego

3.Podstawowe pożywki wykorzystywane w kulturach in vitro

4.Warunki fizyczne w kulturach in vitro

5.Charakterystyka technik stosowanych w roślinnych kulturach tkankowych, regeneracja roślin in vitro (organogeneza)

6.Charakterystyka technik stosowanych w roślinnych kulturach tkankowych, regeneracja roślin in vitro (somatyczna embriogeneza)

7.Mikrorozmnażanie roślin rolniczych - przegląd światowego dorobku

8.Perspektywy oraz zastosowanie kultur in vitro w rolnictwie

9.Konwencjonalne i molekularne sposoby doskonalenia organizmów

10.Podstawowe techniki biologii molekularnej wykorzystywane do doskonalenia organizmów (tworzenie organizmów modyfikowanych genetycznie)

11.Biotechnologiczne metody doskonalenia roślin (metody wektorowe)

12.Biotechnologiczne metody doskonalenia roślin (metody bezwektorowe)

13.Wykorzystanie roślin modyfikowanych genetycznie (GMO) w praktyce rolniczej

14.Aspekty społeczne i regulacje prawne dotyczące roślin modyfikowanych genetycznie

15.Perspektywy wykorzystania GMO w rolnictwie

Ćwiczenia:

1.Organizacja laboratorium in vitro - wyposażenie, aparatura, tok pracy

2.Przygotowanie pożywki do indukcji kalusa marchwi. Sterylizacja pożywek, szkła i narzędzi

3.Założenie kultury kalusowej z korzenia marchwi

4.Mikrorozmnażanie koniczyny: dezynfekcja i wysiew nasion in vitro

5.Mikrorozmnażanie koniczyny: izolacja eksplantatów z siewek, namnażanie, ukorzenianie i aklimatyzacja

6.Obserwacje kalusa marchwi (ocena zakażeń, określanie struktury i barwy kalusa), pokaz wybranych kultur roślinnych

7.Organizacja laboratorium biologii molekularnej i podstawowe wyposażenie

8.Przygotowanie materiału roślinnego do izolacji DNA

9.Izolacja DNA i ocena spektrofotometryczna uzyskanych izolatów DNA

10.Amplifikacja określonych fragmentów DNA metodą PCR

11.Zastosowanie enzymów restrykcyjnych do trawienia genomowego DNA, produktów PCR oraz plazmidów

12.Przygotowanie żelu agarozowego do rozdziału preparatów DNA

13.Rozdział elektroforetyczny preparatów DNA i analiza wyników elektroforezy

14.Izolacja fragmentów DNA z żelu i oczyszczanie

15.Zaliczenie ćwiczeń

Struktura aktywności studenta:

Zajęcia realizowane z bezpośrednim udziałem prowadzącego 51 godz. (ECTS 1,7)

w tym:

wykłady 15 godz.

ćwiczenia i seminaria 30 godz.

konsultacje 4 godz.

udział w badaniach 0 godz.

obowiązkowe praktyki 0 godz.

udział w egzaminie i zaliczeniu 2 godz.

praca własna 99 godz. (ECTS 3,3)

Podstawowa:

1.Skucińska B. (red.) 2008. Przewodnik do ćwiczeń z roślinnych kultur in vitro. Wydawnictwo UR Kraków

2.Malepszy S. (red.) 2009. Biotechnologia roślin. PWN, Warszawa

3.Michalik B. (red.) 1996. Zastosowanie metod biotechnologicznych w hodowli roślin. DRUKROL S.C., Kraków

Uzupełniająca:

1.Malepszy S., Niemirowicz-Szczytt. K., Przybecki Z. 1989. Biotechnologia w genetyce i hodowli roślin. PWN, Warszawa

2.Brown T. A. 2001. Genomy. PWN, Warszawa

3.Turner P.C., McLennan A.G., Bates A.D., White M.R.H. 2004. Biologia molekularna. PWN, Warszawa

Po zakończeniu student:

Wiedza:

-zna podstawowe techniki stosowane w roślinnych kulturach tkankowych oraz biotechnologiczne metody doskonalenia roślin

-zna zastosowanie roślinnych kultur in vitro oraz roślin modyfikowanych genetycznie w rolnictwie

Umiejętności:

-potrafi korzystać z podstawowego sprzętu i aparatury stosowanej w laboratorium in vitro oraz biologii molekularnej

-potrafi przygotować pożywkę, izolować i wykładać eksplantaty, izolować DNA z materiału roślinnego, przygotować reakcje PCR i zastosować enzymy restrykcyjne

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

Kompetencje społeczne:

-docenia potrzebę ustawicznego dokształcania się w zakresie biotechnologicznych metod doskonalenia roślin

-ma świadomość ważności wprowadzania nowoczesnych metod biotechnologicznych w rolnictwie

-potrafi pracować w zespole

Wykłady:

Egzamin pisemny (zadania testowe i problemowe)

Przyjęto procentową skalę oceny efektów kształcenia, definiowaną w sposób następujący:

1. Ocena niedostateczna (2,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie co najmniej jednej z trzech składowych (W, U lub K) przedmiotowych efektów kształcenia student uzyska mniej niż 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

2. Ocena dostateczna (3,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie każdej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia student uzyska przynajmniej 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

3. Ocena ponad dostateczna (3,5): wystawiana jest na podstawie średniej arytmetycznej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia (średnio 61-70%).

4. Podobny sposób obliczania ocen jak przedstawiony w pkt. 3 przyjęto dla ocen dobrej (4,0 - średnio 71-80%), ponad dobrej (4,5 - średnio 81-90%) i bardzo dobrej (5,0 - średnio >90%).

Ćwiczenia:

Ocena za indywidualne wykonanie eksperymentów i interpretację uzyskanych wyników

Pisemny sprawdzian z zakresu praktycznych wiadomości

Ocena podsumowująca: średnia z ocen uzyskanych w trakcie semestru

Ocena końcowa = 0,5 x ocena z egzaminu (wykłady) + 0,5 x ocena podsumowująca (ćwiczenia)