Wyższa Szkoła Przedsiębiorczości i Rozwoju Regionalnego

Sylabus przedmiotu:
Biochemia i mikrobiologia
Prowadzący przedmiot: Prof. dr hab. Stefan Russel
Kontakt dla studentów: e-mail: stefan_russel@sggw.pl
Nazwa przedmiotu: Biochemia i mikrobiologia
Forma zajęć: Wykłady, ćwiczenia
Opis przedmiotu: Przedmiot zaliczany jest do przedmiotów podstawowych na kierunku: ochrona środowiska.
Realizowany jest w 3 i 4 semestrze studiów (II rok) w wymiarze:

Studia niestacjonarne:

  • godziny obliczeniowe (45'): wykłady - 40 godz.; ćwiczenia - 40 godz.
  • godziny realizowane (50'): wykłady - 36 godz.; ćwiczenia - 36 godz.  
ECTS: 13 pkt.: sem.3 - zal. 6 pkt., sem. 4 - egz.7 pkt.
Cel zajęć : Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z bioróżnorodnością drobnoustrojów, ich właściwościami biochemiczno-fizjologicznymi oraz funkcją i aktywnością w przyrodzie.
Studenci otrzymają podstawową wiedzę teoretyczną i praktyczną w zakresie metod badania drobnoustrojów. Kurs obejmuje również podstawowe zagadnienia związane z biochemią. Uczestnicy poznają podstawowe mechanizmy molekularne powstawania życia, strukturę i funkcje cukrów, lipidów, białek i kwasów nukleinowych, podstawowe szlaki metabolityczne i enzymy z nimi związane oraz procesy chemo- i fotosyntezy i podstawy immunologii.
Warunki zaliczenia: Egzamin, zaliczenia pisemne (opisowe) lub ustne
Tematy zajęć:

Semestr zimowy

Program wykładów

  1. Charakterystyka drobnoustrojów (wirusy, bakterie, promieniowce, glony, grzyby, pierwotniaki):
    • występowanie w środowiskach naturalnych;
    • morfologia i cytologia;
    • podstawy systematyki;
    • wpływ czynników środowiska na drobnoustroje.
  2. Podstawy fizjologii drobnoustrojów:
    • źródła pokarmu dla drobnoustrojów;
    • pobieranie pokarmu i trawienie pozakomórkowe;
    • podział drobnoustrojów z punktu widzenia wykorzystywanego źródła węgla i energii oraz donatory protonów i elektronów.
  3. Wzrost, rozmnażanie i podstawy genetyki drobnoustrojów
    • wzrost i podział komórki oraz cykle rozwojowe;
    • wzrost drobnoustrojów w warunkach naturalnych;
    • mutacje. typy mutacji i czynniki mutagenne;
    • procesy paraseksualne.
  4. Udział drobnoustrojów w krążeniu węgla w przyrodzie:
    • mikrobiologiczny rozkład związków organicznych (celulozy, skrobi, pektyn, hemicelulozy, lignin, związków aromatycznych).
  5. Udział drobnoustrojów w krążeniu azotu w przyrodzie:
    • wiązanie azotu atmosferycznego;
    • amonifikacja;
    • denitryfikacja;
    • immobilizacja związków azotowych;
  6. Udział drobnoustrojów w krążeniu siarki, fosforu, żelaza i innych pierwiastków w przyrodzie.
  7. Wzajemne stosunki pomiędzy drobnoustrojami w biocenozie: (symbioza, komensalizm, protokooperacja, amensalizm, konkurencja, pasożytnictwo).
  8. Mikroflora środowisk naturalnych (gleba, woda, powietrze):
    • wpływ drobnoustrojów na środowisko:
    • detoksykacja i bioremediacja;
    • geologiczna i glebotwórcza rola drobnoustrojów.
  9. Drobnoustroje a organizmy wyższe:
    • ryzoplana, ryzosfera, fyllosfera;
    • symbioza drobnoustrojów z roślinami i zwierzętami.
  10. Sanitarne aspekty ochrony środowiska naturalnego i przemysłu rolno-spożywczego
    • drobnoustroje chorobotwórcze
    • problemy norm związanych z sanitarnymi aspektami ochrony środowiska i przemysłu rolno-spożywczego
  11. Podstawy biotechnologii przemysłu rolno-spożywczego
    • wykorzystanie i zastosowanie drobnoustrojów w przetwórstwie i przemyśle rolno-spożywczym

Program ćwiczeń

  1. Podstawowe wiadomości z techniki mikrobiologicznej. Pożywki i podłoża hodowlane. Naczynia i urządzenia stosowane w mikrobiologii (sterylizacja, dezynfekcja, pobieranie materiału, posiew i przesiew materiału mikrobiologicznego).
  2. Posiew redukcyjny na agarze odżywczym.
    Działanie czynników fizycznych i chemicznych na drobnoustroje (nastawienie doświadczenia). Wpływ pH, temperatury, promieniowania UV, ciśnienia osmotycznego, środków dezynfekcyjnych i konserwantów.
  3. Technika mikroskopowa - budowa i obsługa mikroskopu, przygotowanie i obserwacja mikroskopowa preparatów: w kropli płaskiej oraz barwionymi metodami: prostą, negatywną i złożoną.
  4. Morfologia bakterii i promieniowców.
  5. Obserwacja makro- i mikroskopowa oraz opis hodowli promieniowców.
  6. Charakterystyka biochemiczna bakterii. diagnostycznych. Określanie cech biochemicznych
  7. Zastosowanie testów biochemicznych typu API.
  8. Metody hodowli i izolacji bakterii beztlenowych - naczynia i urządzenia do hodowli beztlenowców, izolacja beztlenowców celulolitycznych metodą " roll tube" wg Hungate`a.
  9. Mikroflora środowisk naturalnych- określanie liczebności drobnoustrojów w wodzie, ściekach i powietrzu.
  10. Określanie miana coli w wodzie, ściekach i produktach żywnościowych.
  11. Udział drobnoustrojów w krążeniu azotu w przyrodzie.
  12. Udział drobnoustrojów w krążeniu fosforu i siarki w przyrodzie.

Semestr letni

Program wykładów

  1. Wprowadzenie
    • co to jest biochemia i jej miejsce wśród nauk biologicznych
  2. Aminokwasy i peptydy
    • budowa aminokwasów
    • aminokwasy bia ł kowe (podział, właściwości)
    • aminokwasy niebiałkowe
    • peptydy (znaczenie, synteza, struktura)
  3. Białka
    • klasyfikacja
    • sekwencja aminokwasowa
    • konformacja białka
    • właściwości
  4. Enzymy
    • klasyfikacja i nazewnictwa
    • koenzymy
    • specyficzność substratowa i swoistość kierunku działania
    • zarys kinetyki enzymatycznej
    • mechanizm działania enzymów
  5. Lipidy
    • podział, budowa i właściwości
    • tłuszcze właściwe
    • tłuszcze złożone
  6. Cukrowce
    • podział i własności
    • wzajemne przemiany
    • charakterystyka wybranych cukrowców
  7. Kwasy nukleinowe i ich funkcje
    • budowa i właściwości
    • biosynteza RNA i DNA
  8. Biosynteza białek
  9. Metabolizm i wytwarzanie energii w komórce
    • proces glikozy
    • cykl kwasów trójkarboksylowych
    • utlenianie kwasów tłuszczowych
    • proces wytwarzania energii chemicznej w roślinach - fotosynteza
    • biosynteza kwasów tłuszczowych i tłuszczów
    • biosynteza węglowodanów

Program ćwiczeń

  1. Zapoznanie studentów z przepisami BHP i regulaminem pracowni, zapoznanie z programem ćwiczeń oraz z warunkami zaliczenia
  2. Aminokwasy
    Reakcje barwne i chromatografia bibułowa aminokwasów
  3. Oznaczanie ilościowe zawartości białka w hodowli bakterii metodą Lowrego
  4. Oznaczanie ilościowe i jakościowe glukozy
  5. Oznaczenie aktywności dehydrogenazy w glebie
  6. Oznaczanie oddychania gleby metodą pomiaru wydzielania CO2
Spis literatury podstawowej:

Zalecana literatura

  • Chruściak E., Kulińska D., Romanowa I., Russel S. - Ćwiczenia z mikrobiologii. SGGW
  • Kłyszejko-Stefanowicz L. - Ćwiczenia z biochemii" , PWN
  • Duszkiewicz - Reinhard W. i inni - Teoria i ćwiczenia z mikrobiologii ogólnej i technicznej. Wydawnictwo SGGW.
  • Gołębiowska J. - Mikrobiologia rolnicza - Państwowe wydawnictwo Rolnicze i Leśne. Warszawa.
  • Gostkowska K. i inni - Przewodnik do ćwiczeń z mikrobiologii dla studentów Wydziału Rolniczego. - Wydawnictwo AR w Lublinie
  • Hames B.D., Hooper N.M. - Krótkie wykłady: BIOCHEMIA" PWN
  • Kunicki - Goldfinger W. - Życie bakterii. PWN
  • Nowak A. i inni - Przewodnik do ćwiczeń z mikrobiologii. - Wydawnictwo AR w Szczecinie.
  • Różalski A. - Ćwiczenia z mikrobiologii ogólnej. Wydawnictwo Uniw. Łódzkiego
  • Schlegel H. G. - Mikrobiologia ogólna. PWN.  
  • Singleton P. Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie. Wydawnictwo Naukowe PWN.
  • Szember A.- Zarys Mikrobiologii rolniczej. AR w Lublinie
  • Toczko M., dr Grzelińska A. - Materiały do ćwiczeń z biochemii, Wydawnictwo SGGW
  • Zmysłowska I. - Mikrobiologia ogólna i środowiskowa. Teoria i ćwiczenia. - Wydawnictwo UWM Olsztyn

Zalecenie:

  1. Powyższe pozycje literatury są często odnawiane wydawniczo. Zaleca się korzystanie z najnowszych wydań.
  2. Studenci zapraszani są na stronę internetową: http://www.mikrobiologia.host.sk/ redagowaną przez: S. Russel, D. Jabłońska-Gorzała, G. Gorzała. Webmaster: G. Gorzała

    Na stronie tej podane są materiały do ćwiczeń z mikrobiologii oraz wiele informacji i połączeń internetowych pomocnych studentom w nauce mikrobiologii.
Spis literatury uzupełniającej