Mikrobiologia

Zaznajomienie studentów ze światem drobnoustrojów, wskazanie na ich rolę w najważniejszych procesach biologicznych przebiegających na kuli ziemskiej związanych z krążeniem materii i przepływem energii w różnych ekosystemach lądowych i wodnych.

Zajęcia umożliwią lepsze zrozumienie znaczenia mikroorganizmów w funkcjonowaniu biocenozy oraz ich wzajemnym wpływie na siebie i na inne organizmy żywe. Studia z zakresu mikrobiologii mają zapoznać studentów z pożyteczną i szkodliwą rolą mikroorganizmów w przyrodzie oraz wskazać na ścisłe powiązanie świata drobnoustrojów ze światem życia roślin, zwierząt i ludzi. Umożliwią także studentom wykorzystanie znajomości procesów mikrobiologicznych w praktyce ogrodniczej, rolniczej, ochronie roślin i doradztwie rolniczym.

Wykłady (15h):

1. Zaznajomienie studentów ze światem drobnoustrojów oraz ich miejscem w przyrodzie. Podstawy klasyfikacji i zarys systematyki drobnoustrojów. Ewolucja i podstawy genetyki drobnoustrojów. Historia mikrobiologii - najważniejsze osiągnięcia L. Pasteu'a i R. Kocha.

2. Bioróżnorodność mikroorganizmów w środowiskach glebowych. Morfologia drobnoustrojów (Virales, Archebacteria, Procaryota i Eucariota). Budowa i ultrastruktura komórki bakteryjnej (Gram + i Gram -) i grzybowej (drożdze). Formy przetrwalne drobnoustrojów. 3. Fizjologia bakterii oraz ich znaczenie w procesach biochemicznych (syntezy i rozkładu) zachodzących w różnych środowiskach glebowych.

4. Promieniowce - morfologia, występowanie i ich znaczenie w środowisku glebowym. Antybiotyki - produkcja i ich oddziaływanie na mikro i makroorganizmy.

5. Grzyby mikroskopowe jako organizmy eukariotyczne - budowa, właściwości fizjologiczne i ich funkcja w środowisku glebowym (Phycomycetes, Ascomycetes, Deuteromycetes). Znaczenie mikoryzy w środowisku glebowym.

6. Mykotoksyny jako związki silnie toksyczne wytwarzane przez grzyby z klasy Deuteromycetes oraz ich wpływ na rośliny, mikro- i makroorganizmy.

7.Wpływ czynników fizykochemicznych środowiska na procesy życiowe drobnoustrojów:

- oddychanie (org. tlenowe i beztlenowe),

- odżywianie (autotrofy i heterotrofy),

- sposoby rozmnażania komórek oraz kontrola procesów podziału.

8. Ekologia drobnoustrojów i interakcje między mikroorganizmami w biocenozie oraz mikroorganizmami a roślinami (np. symbioza, mikoryza, synergizm, antagonizm itd.).

9. Najważniejsze procesy biochemiczne przeprowadzane przez drobnoustroje i ich udział w krążeniu miogenów w przyrodzie. Metabolizm azotowy. Drobnoustroje wiążące azot atmosferyczny i biorące udział w jego przemianach (proteoliza, amonifikacja, nitryfikacja, denitryfikacja).

10. Mikrobiologiczne przemiany węglowodanów. Fermentacja alkoholowa, mlekowa (właściwa i pseudofermentacja), propionowa, masłowa. Rozkład pektyn i błonnika.

11. Mikrobiologia środowisk naturalnych i antropogenicznych (gleba, woda, powietrze, nawozy organiczne).

12. Mikrobiologiczne zanieczyszczenie gleby np. pestycydy, nitrozoaminy, metale ciężkie. Zmęczenie gleby i czynniki powodujące obniżenie produkcji roślinnej.

13. Rola drobnoustrojów w biodegradacji produktów naturalnych i wytworzonych przez człowieka. Wykorzystanie drobnoustrojów w biologii molekularnej i inżynierii genetycznej.

14. Charakterystyka bakterii chorobotwórczych.

15. Chorobotwórczość drobnoustrojów. Zdolność wytwarzania endo- i egzotoksyn, przez drobnoustroje chorobotwórcze. Odporność organizmu na zakażenie. Źródła zakażeń. Wrażliwość bakterii chorobotwórczych na antybiotyki. Priony i ich chorobotwórcze właściwości.

Ćwiczenia (15h):

1. Bezpieczeństwo i higiena pracy na ćwiczeniach z mikrobiologii. Podstawowe wyposażenie pracowni mikrobiologicznej. Sterylizacja, pasteryzacja i dezynfekcja. Izolacja bakterii ze środowiska. Wykonanie preparatów bakteriologicznych (2h).

2. Teoretyczne podstawy barwienia drobnoustrojów. Barwniki i ich sporządzanie. Barwienie proste pozytywne sporządzonych preparatów. Morfologia bakterii. Podstawy mikroskopowania pod imersją. Oglądanie preparatów i oznaczanie układów morfologicznych bakterii (2h).

3. Badanie ruchu bakterii metodą kropli wiszącej. Barwienie bakterii metodą prostą negatywną (2h).

4.Barwienie złożone metodą Grama. Porównanie bakterii Gram + i Gram - i ich charakterystyka (2h).

5. Charakterystyka promieniowców i barwienie ich metodą prostą pozytywną. Morfologia grzybów z klasy Phycomycetes (2h).

6. Morfologia drożdży i wykonanie próby na żywotność i odżywianie. Morfologia grzybów z kl. Deuteromycetes ze szczególnym uwzględnieniem grzybów toksynotwórczych. Zasady diagnostyki grzybów (2h).

7. Sposoby liczenia drobnoustrojów - bezpośrednie (komora Thoma) w różnych środowiskach. Analiza mikrobiologiczna gleby (2h).

8. Odczyt analizy gleby. Zaliczenie ćwiczeń (1h).

1.Müller E., Loeffler W., 1988. Zarys Mikologii. PWRiL, Warszawa.

2.Kunicki-Goldfinger W. 1998. Życie bakterii. PWN, Warszawa.

3.Baj J., Markiewicz Z. 2006. Biologia molekularna bakterii. PWN, Warszawa.

4.Richards B.N. 1979. Wstęp do ekologii gleby. PWN, Warszawa.

5.Grabińska-Łuniewska A. 1996. Ćwiczenia laboratoryjne z mikrobiologii ogólnej, Oficyna Wydawnicza Politechniki warszawskiej, Warszawa.

6.Paul E.A., Clark F.E. 2000. Mikrobiologia i biochemia gleb. Wydawnictwo UMCS, Lublin.

7.Szember A. 1995. Zarys Mikrobiologii Rolniczej. Wydawnictwo AR, Lublin.

8.Zmysłowska J. 2002. Mikrobiologia ogólna i środowiskowa. Teoria i ćwiczenia. Wydawnictwo Uniwersytetu War. - Mazurskiego, Olsztyn.

Wiedza:

Student posiada ogólną wiedzę z zakresu mikrobiologii. Definiuje i opisuje najważniejsze procesy i zależności zachodzące w środowisku naturalnym z udziałem różnych mikroorganizmów w tym drobnoustrojów saprofitycznych i chorobotwórczych. Oceni znaczenie drobnoustrojów w przemianach biogenów, patogenezie ludzi, zwierząt i roślin oraz umie wyjaśnić znaczenie drobnoustrojów w ochronie środowiska naturalnego. Ma podstawową wiedzę dotyczącą działań w kierunku zachowania bioróżnorodności oraz możliwości wykorzystania istniejącej zmienności do doskonalenia roślin uprawnych.

Umiejętności:

Student, który zaliczył przedmiot: interpretuje i samodzielnie wykorzysta zdobytą wiedzę z zakresu mikrobiologii drobnoustrojów do celów praktycznego ich wykorzystania w życiu codziennym. Oceni zagrożenia i objaśni korzyści płynące z znajomości podstawowych przemian mikrobiologicznych i funkcji drobnoustrojów mających wpływ na życie roślin, zwierząt i ludzi. Student samodzielnie posługuje się aparaturą i sprzętem laboratoryjnym. Identyfikuje i analizuje zjawiska wpływające na produkcję ogrodniczą, jakość produktów, a także na zmiany stanu środowiska naturalnego będące efektem działalności człowieka.

Kompetencje społeczne:

1. Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia drugiego i trzeciego stopnia, studia podyplomowe, kursy) — podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych.

2.Organizuje pracę w małym laboratorium celem wykonania podstawowych analiz mikrobiologicznych. Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania.

3. Wykorzystuje zdobytą wiedzę z zakresu mikrobiologii i potrafi ją połączyć z innymi dyscyplinami naukowymi.

Warunkiem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń jest obecność i czynny udział w zajęciach laboratoryjnych oraz pisemne zaliczenie wiedzy teoretycznej.

Wykłady: egzamin pisemny ograniczony czasowo.