Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Biologia i ekologia
Course of study:
2012/2013
Code:
DIS-1-108-s
Faculty of:
Mining Surveying and Environmental Engineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Environmental Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. zw. dr hab. Dobrowolski Jan (dobrowol@agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. zw. dr hab. Dobrowolski Jan (dobrowol@agh.edu.pl)
dr Wagner Aleksandra (awagner@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 potrafi pracować w zespole prowadzącym monitoring środowiska na podstawie obserwowanych organizmów żywych (np. wykonanie zdjęcia fitosocjologicznego) IS1A_K01, IS1A_K03, IS1A_K04 Activity during classes
M_K002 posiada pogłębioną kulturę ekologiczną oraz motywację do kształtowania postaw proekologicznych (między innymi w powiązaniu z ekoturystyką, segregacją odpadów i troską o odpowiedni stan środowiska w miejscu zamieszkania) IS1A_K02 Activity during classes
Skills
M_U001 potrafi rozpoznać (przy pomocy klucza oraz na podstawie znanych cech charakterystycznych) gatunki zwierząt i roślin występujące w najbliższym otoczeniu, potrafi zidentyfikować gatunki mające znaczenie dla oceny stanu środowiska przyrodniczego oraz w rekultywacji, a także wyróżnić gatunki rodzime i obce (inwazyjne) IS1A_U02, IS1A_U01, IS1A_U06 Test,
Activity during classes
M_U002 dysponuje umiejętnościami wyboru właściwego bioindykatora i jego zastosowania IS1A_U02, IS1A_U01 Activity during classes
Knowledge
M_W001 zna podstawowe procesy życiowe oraz ich mechanizmy oraz najważniejsze kierunki zastosowań nauk biologicznych w inżynierii i ochronie środowiska przyrodniczego IS1A_W07, IS1A_W04 Examination,
Activity during classes,
Test
M_W002 zna podstawy systematyki organizmów żywych oraz rozumie podstawowe procesy związane z oddziaływaniem środowiska na organizmy żywe oraz organizmów na środowisko przyrodnicze, ze szczególnym uwzględnieniem warunków dla prawidłowej reprodukcji zasobów biologicznych i ochrony bioróżnorodności IS1A_W07, IS1A_W04 Examination,
Activity during classes,
Test
M_W003 rozumie funkcjonowanie ekosystemów, z uwzględnieniem najważniejszych kierunków antropopresji IS1A_W07, IS1A_W04 Activity during classes,
Examination,
Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 potrafi pracować w zespole prowadzącym monitoring środowiska na podstawie obserwowanych organizmów żywych (np. wykonanie zdjęcia fitosocjologicznego) - + - - - - - - - - -
M_K002 posiada pogłębioną kulturę ekologiczną oraz motywację do kształtowania postaw proekologicznych (między innymi w powiązaniu z ekoturystyką, segregacją odpadów i troską o odpowiedni stan środowiska w miejscu zamieszkania) + + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 potrafi rozpoznać (przy pomocy klucza oraz na podstawie znanych cech charakterystycznych) gatunki zwierząt i roślin występujące w najbliższym otoczeniu, potrafi zidentyfikować gatunki mające znaczenie dla oceny stanu środowiska przyrodniczego oraz w rekultywacji, a także wyróżnić gatunki rodzime i obce (inwazyjne) - + - - - - - - - - -
M_U002 dysponuje umiejętnościami wyboru właściwego bioindykatora i jego zastosowania + + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 zna podstawowe procesy życiowe oraz ich mechanizmy oraz najważniejsze kierunki zastosowań nauk biologicznych w inżynierii i ochronie środowiska przyrodniczego + + - - - - - - - - -
M_W002 zna podstawy systematyki organizmów żywych oraz rozumie podstawowe procesy związane z oddziaływaniem środowiska na organizmy żywe oraz organizmów na środowisko przyrodnicze, ze szczególnym uwzględnieniem warunków dla prawidłowej reprodukcji zasobów biologicznych i ochrony bioróżnorodności + + - - - - - - - - -
M_W003 rozumie funkcjonowanie ekosystemów, z uwzględnieniem najważniejszych kierunków antropopresji + + - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Podstawowy ekologii (4 godz.)

    Definicja ekologii. Związek ekologii z racjonalną gospodarką zasobami przyrody i inżynierią środowiska. Podstawowe pojęcia: biotop, biocenoza, ekosystem (przykłady ekosystemów), nisza ekologiczna, siedlisko, populacja, ekoton, krajobraz, biom, biosfera.

  2. Podstawy taksonomii (6 godz.)

    Charakterystyka Prokaryota (Bacteria i Archaea) oraz Eukaryota. Wprowadzenie do mikrobiologii w aspekcie zastosowań w biotechnologii środowiskowej (z uwzględnieniem ekstremofili). Wirusy i priony. Wybrane grupy bakterii, grzybów, glonów, roślin wyższych i zwierząt ze szczególnym uwzględnieniem ich roli w biosferze. Problemy ochrony bioróżnorodności w związku z planowanymi inwestycjami z zakresu inżynierii środowiska, przemysłu, budownictwa itp.

  3. Budowa i funkcje komórki prokariotycznej i eukariotycznej (3 godz.)

    Omówienie najważniejszych organelli, ze szczególnym uwzględnieniem mitochondrii i plastydów oraz ich roli w cytofizjologii Różnice pomiędzy komórką roślinną i zwierzęcą. Porównanie budowy organelli komórkowych w mikroskopie optycznym i elektronowym (transmisyjnym i skaningowym).

  4. Sposoby odżywiania (4 godz.)

    Autotrofizm (chemo- i fotosynteza), heterotrofizm, miksotrofizm. Metabolizm – anabolizm i katabolizm. Przebieg fotosyntezy i jej znaczenie, jako podstawowego procesu anabolicznego. Wpływ czynników środowiskowych na przebieg fotosyntezy i produkcje roślinną.

  5. Morfofizjologiczne podstawy wczesnego rozwoju i adaptacji (4 godz.)

    Spermatogeneza, oogeneza i proces zapłodnienia. Rozwój zarodkowy roślin i zwierząt. Wpływ czynników środowiskowych (fizycznych, chemicznych i mikrobiologicznych) na wczesny rozwój organizmów żywych, jako czułe kryterium dla monitoringu biologicznego. Zadania inżynierii środowiska w profilaktyce zamian teratogennych.

  6. Oddychanie jako proces kataboliczny (3 godz.)

    Przebieg oddychania tlenowego, beztlenowego i fermentacji). Łańcuch oddechowy. Systemy generacji ATP – fosforylacja substratowa, oksydatywna, fotooksydacja. Porównanie wydajności energetycznej oddychania tlenowego i beztlenowego.

  7. Elementy fitoindykacji zanieczyszczeń (2 godz.)

    Zastosowanie porostów, wątrobowców, mchów oraz wybranych roślin naczyniowych).

  8. Podstawy dziedziczenia (4 godz.)

    Budowa i funkcja DNA i RNA. Kod genetyczny oraz mechanizmy jego ekspresji fenotypowej (wpływ czynników środowiskowych). Środowiskowe mutageny (mechanizmy działania mutagenów chemicznych, fizycznych i biologicznych) oraz rola inżynierii środowiska w zapobieganiu tym czynnikom ryzyka.

  9. Podstawowe prawa ekologii (4 godz.)

    Zależności pokarmowe organizmów cudzożywnych od samożywnych . Relacje antagonistyczne: konkurencja (wewnątrzgatunkowa i międzygatunkowa), roślinożerność, drapieżnictwo, pasożytnictwo. Relacje nieantagonistyczne; komensalizm, mutualizm, symbioza. Ich znaczenie w ewolucji ekosystemów. Prawo minimum Lebiega, zasada tolerancji Shelforda a podział organizmów na eurybionty i stenobionty. Wpływ czynników środowiskowych na zasięg i strukturę wiekową populacji.

  10. Biomy i krainy biogeograficzne (4 godz.)

    Przegląd biomów na kuli ziemskiej. Wpływ człowieka na poszczególne biomy (antropopresja). Krainy biogeograficzne. Biocenozy wodne – strefowość biocenoz słodkowodnych i morskich. Czynniki wpływające na rozmieszczenie organizmów. Introdukcje i reintrodukcje gatunków.

  11. Energia, hydrosfera, litosfera, atmosfera (2 godz.)

    Czynniki warunkujące bytowanie organizmów w biosferze. Obiegi biogeochemiczne wybranych pierwiastków. Funkcjonowanie ekosystemów oraz charakterystyka biomów. Elementy biogeografii. Sukcesja ekologiczna (pierwotna i wtórna), sera, klimaks. Ekologia wód, ze szczególnym uwzględnieniem wód śródlądowych. Tolerancja na niekorzystne czynniki środowiskowe. Ekologiczne przesłanki dla rekultywacji przyrodniczej oraz promocji technologii proekologicznych.

  12. Problematyka i podział nauk biologicznych (2 godz.)

    Uzasadnienie wyboru określonych działów nauk biologicznych poprzez ich ścisły związek z inżynierią i ochroną środowiska przyrodniczego.

  13. Podstawy ewolucjonizmu (3 godz.)

    Zmienność i ewolucja organizmów żywych oraz jej znaczenie w naturalnych przeobrażeniach biosfery.

Auditorium classes:
  1. Formy morfologiczne roślin i strategie życiowe roślin (2 godz.)

    Rośliny drzewiaste i zielne. Rośliny jednoroczne, dwuletnie i wieloletnie

  2. Komórki i tkanki – zapoznanie się z zasadami posługiwania się mikroskopem optycznym i obserwacją preparatów (4 godz.)

    Porównanie budowy komórki oglądanej w mikroskopie optycznym (na podstawie preparatów) oraz mikroskopie elektronowym (na podstawie elektronogramów). Mitoza i mejoza (oglądanie zdjęć i preparatów). Zastosowanie mikroskopu optycznego. Różnice morfologiczne i fizjologiczne komórek roślinnych i zwierzęcy. Budowa tkanek roślinnych i zwierzęcych i ich rola w procesach fizjologicznych.

  3. Podstawy genetyki (4 godz.)

    Oglądanie preparatów przedstawiających chromosomy. Cechy dominujące i recesywne. Zasady dziedziczenia na przykładach (rozwiązywanie zadań). Allele letaline i semiletalne. Zjawisko dryfu genetycznego, zagrożenia związane ze zmniejszaniem się populacji i koniecznością krzyżowania się w pokrewieństwie.

  4. Populacja – charakterystyka i funkcjonowanie (4 godz.)

    Ekologia populacji. Metody oceny liczebności populacji. Struktura populacji: wiekowa, struktura płci, struktura genetyczna, struktura społeczna i przestrzenna. Wzrost wykładniczy i logistyczny populacji. Czynniki środowiskowe wpływające zmiany liczebności i struktury wiekowej populacji, z uwzględnieniem wpływu stanu środowiska. Interakcje wewnątrzgatunkowe.

  5. Relacje międzygatunkowe i ich rola w funkcjonowaniu ekosystemu (4 godz.)

    Praktyczne wykorzystanie wiedzy ekologicznej w inżynierii i biotechnologii środowiskowej. Ekosystemy przekształcone przez człowieka.

  6. Bioróżnorodność (6 godz.)

    Miary różnorodności gatunkowej (wskaźnik Simpsona). Zagrożenia dla różnorodności biologicznej (wpływ inwestycji na życie organizmów). Gatunki ginące i zagrożone. Praktyczne uzasadnienie konieczności ochrony zagrożonych gatunków. Programy ochrony biernej i czynnej. Rola parków, ogrodów botanicznych i zoologicznych w zachowaniu ginących gatunków. Przystosowanie organizmów do życia w różnych warunkach środowiskowych. Przykłady konwergencji (ewolucji zbieżnej). Biocenozy leśne (sylwoekosystemy) i pola uprawne (agroekosystemy) – elementy fitosocjologii – zdjęcia fitosocjologiczne i ich przydatność w ocenie stanu środowiska i rekultywacji.

  7. Rośliny i ich przydatność w różnych dziedzinach związanych z inżynierią środowiska (6 godz.)

    Praktyczne rozpoznawanie roślin przy pomocy klucza do oznaczania roślin oraz na podstawie znanych cech charakterystycznych (w terenie oraz na podstawie zielników). Systematyka roślin. Rośliny zarodnikowe i nasienne, nagonasienne i okrytonasienne dwuliścienne i jednoliścienne.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 210 h
Module ECTS credits 7 ECTS
Examination or Final test 5 h
Realization of independently performed tasks 120 h
Preparation for classes 10 h
Participation in auditorium classes 30 h
Participation in lectures 45 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Podstawą oceny jest ocena z egzaminu oraz ocena z ćwiczeń.
Obliczana jest średnia ważona, przy czym waga oceny z egzaminu wynosi 1,5; a waga oceny z ćwiczeń wynosi 1.

Na ocenę z ćwiczeń składają się:
1) średnia arytmetyczna ocen z kolokwiów, przy czym warunkiem uzyskania pozytywnej oceny z ćwiczeń jest pozytywna ocena każdego z kolokwiów,
2) aktywność oraz umiejętności wykazane podczas ćwiczeń.

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość biologii na poziomie ponad-gimnazjalnym (podstawy anatomii, systematyki, fizjologii, ekologii, genetyki).
Znajomość podstaw chemii (symbole i wzory chemiczne, reakcje chemiczne, podział związków chemicznych), oraz zjawisk fizycznych potrzebnych do wyjaśniania procesów fizjologicznych.

Recommended literature and teaching resources:
  1. Solomon E., Berg L. R., Martin D. W.: Biologia. Multico. Oficyna Wydawnicza, Warszawa 2007.
  2. Zimny H. Ekologia ogólna. AR-W A. Grzegorczyk, Warszawa 2002.
  3. Jurd R.D.: Biologia zwierząt. Krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
  4. Lack A.J., Evans D.E.: Krótkie wykłady. Biologia roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005.
  5. Winter P.C. Hickey G.I. Fletchcher H.L.: Krótkie wykłady. Genetyka. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.
  6. Mackenzie A., Ball A.S., Virdee. S.R.: Ekologia. Krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000.
  7. Ekologia. Ilustrowana Encyklopedia, Europa Wydawnictwo sp. z o.o., Wrocław 2006.
  8. Kremer B. P. Drzewa i krzewy-Przewodnik. Wydawnictwo Mulico, 2000 (lub inny przewodnik).
  9. Puchta A., Richarz K. Ptaki. Przewodnik. Muza. S.A. 2006 (lub inny przewodnik).
  10. Zimny H. Ekologia miasta, AR-W A. Grzegorczyk, Warszawa 2005.
  11. Wagner A., Mazur R., Patuła B.: Materiały dydaktyczne – niepublikowane, dostępne w formie manuskryptu lub dokumenty elektronicznego.
  12. Filmy z zakresu biologii wybranych gatunków zwierząt chronionych, oraz nt. różnych biomów (prezentowane podczas wykładów).
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

Z uwagi na powszechne duże braki w zakresie podstaw biologii absolwentów szkół ponadgimnazjalnych (szczególnie techników), celowe jest wprowadzenie kursów wyrównawczych (na wzór prowadzonych dla innych przedmiotów podstawowych).