Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Podstawy biotechnologii w inżynierii środowiska
Course of study:
2019/2020
Code:
GIKS-1-512-s
Faculty of:
Mining and Geoengineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Environmental Engineering
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr Hołda Anna (turno@agh.edu.pl)
Module summary

Przedmiot ujmuje w sposób interdyscyplinarny zagadnienia techniczne i teoretyczne wykorzystania biotechnologii w inżynierii kształtowania środowiska.

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: is able to
M_K001 Student ma świadomość konieczności ciągłego samodokształcania i poszukiwania innowacyjnych rozwiązań w zakresie monitorowania i oceny stanu środowiska. IKS1A_K04, IKS1A_K01, IKS1A_K02, IKS1A_K03 Activity during classes,
Test,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
M_K002 Student potrafi pracować zespołowo przy wykonywaniu poszczególnych ćwiczeń IKS1A_K01, IKS1A_K02 Activity during classes,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes,
Test
Skills: he can
M_U001 Potrafi odczytać i opracować wyniki przeprowadzonych badań analitycznych. IKS1A_U03, IKS1A_U02, IKS1A_U01, IKS1A_U05, IKS1A_U04 Activity during classes,
Test,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
M_U002 Umie wykonać preparaty mikroskopowe bakteryjne i grzybowe oraz zidentyfikować je do rodzaju. IKS1A_U03 Activity during classes,
Test,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
M_U003 Umie wykonać odpowiednie podłoża mikrobiologiczne, przeprowadzić hodowlę różnych mikroorganizmów oraz pozyskać biomasę bakteryjną lub grzybową, odpowiednią dla planowanego procesu biotechnologicznego. IKS1A_U03, IKS1A_U05 Activity during classes,
Test,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
M_U004 Potrafi uzyskać czystą hodowlę mikroorganizmów. IKS1A_U03 Activity during classes,
Test,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes,
Report
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna właściwości fizjologiczne i uzdolnienia biochemiczne bakterii oraz grzybów mikroskopowych. Posiada podstawową wiedzę z zakresu biotechnologii.Zna rolę mikroorganizmów w środowisku człowieka.Zna czynniki środowiskowe w istotnym stopniu wpływające na rozwój drobnoustrojów IKS1A_W01 Activity during classes,
Test,
Participation in a discussion
M_W002 Wie na czym polega proces bioługowania, jego mechanizm, zna czynniki warunkujące jego prawidłowy przebieg.Wie jakie są możliwości regeneracji gleb zanieczyszczonych z zastosowaniem metod biologicznych. Zna znaczenie procesów biotransformacji w ochronie środowiska IKS1A_W03, IKS1A_W01, IKS1A_W04 Activity during classes,
Participation in a discussion,
Test
M_W003 Posiada podstawową wiedzę z zakresu biopolimerów i biopaliw. Zna metody mikrobiologicznego odsiarczania węgla i ropy naftowej. IKS1A_W03, IKS1A_W01 Activity during classes,
Test,
Participation in a discussion
M_W004 Zna metody usuwania metali ze środowiska z wykorzystaniem mikroorganizmów. IKS1A_W03, IKS1A_W01, IKS1A_W02 Activity during classes,
Test,
Participation in a discussion
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 15 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student ma świadomość konieczności ciągłego samodokształcania i poszukiwania innowacyjnych rozwiązań w zakresie monitorowania i oceny stanu środowiska. - - + - - - - - - - -
M_K002 Student potrafi pracować zespołowo przy wykonywaniu poszczególnych ćwiczeń - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi odczytać i opracować wyniki przeprowadzonych badań analitycznych. - - + - - - - - - - -
M_U002 Umie wykonać preparaty mikroskopowe bakteryjne i grzybowe oraz zidentyfikować je do rodzaju. - - + - - - - - - - -
M_U003 Umie wykonać odpowiednie podłoża mikrobiologiczne, przeprowadzić hodowlę różnych mikroorganizmów oraz pozyskać biomasę bakteryjną lub grzybową, odpowiednią dla planowanego procesu biotechnologicznego. - - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi uzyskać czystą hodowlę mikroorganizmów. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna właściwości fizjologiczne i uzdolnienia biochemiczne bakterii oraz grzybów mikroskopowych. Posiada podstawową wiedzę z zakresu biotechnologii.Zna rolę mikroorganizmów w środowisku człowieka.Zna czynniki środowiskowe w istotnym stopniu wpływające na rozwój drobnoustrojów + - - - - - - - - - -
M_W002 Wie na czym polega proces bioługowania, jego mechanizm, zna czynniki warunkujące jego prawidłowy przebieg.Wie jakie są możliwości regeneracji gleb zanieczyszczonych z zastosowaniem metod biologicznych. Zna znaczenie procesów biotransformacji w ochronie środowiska + - - - - - - - - - -
M_W003 Posiada podstawową wiedzę z zakresu biopolimerów i biopaliw. Zna metody mikrobiologicznego odsiarczania węgla i ropy naftowej. + - - - - - - - - - -
M_W004 Zna metody usuwania metali ze środowiska z wykorzystaniem mikroorganizmów. + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 55 h
Module ECTS credits 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 h
Preparation for classes 6 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 6 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 1 h
Module content
Lectures (15h):

Definicja biotechnologii jako nauki. Zarys rozwoju biotechnologii. Podstawowe techniki działań biotechnologicznych. Mikrobiologia jako podstawowa dziedzina biotechnologii.
Rola mikroorganizmów w środowisku człowieka.
Morfologia bakterii – kształt, wielkość i budowa komórki bakteryjnej. Cechy chemiczne i fizyczne drobnoustrojów. Wpływ czynników środowiskowych na drobnoustroje. Kinetyka wzrostu mikroorganizmów. Właściwości fizjologiczne i uzdolnienia biochemiczne bakterii.
Grzyby – morfologia, fizjologia, właściwości biochemiczne.
Biofilm, biokorozja i biofouling – charakterystyka, powstawanie i występowanie.
Biologiczne metody usuwania metali ze środowiska – bioakumulacja i biosorpcja.
Biotransformacja. Ogólna charakterystyka i podstawowe cechy procesów biotransformacji. 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. Mikrobiologiczne procesy degradacji pestycydów, związków ropopochodnych i związków policyklicznych (WWA, PCB).
Bioremediacja. Bioremediacja naturalna. Bioremediacja inżynieryjna in situ (biostymulacja, bioaugmentacja, fitoremediacja). Bioremediacja ex situ. 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.
Biopaliwa i biopolimery – charakterystyka i zastosowanie.

Laboratory classes (15h):

1. Laboratorium mikrobiologiczne:
- BHP pracy w laboratorium mikrobiologicznym
- wyposażenie
- metody sterylizacji.
Mikroskopia:
- typy mikroskopów biologicznych
- budowa
- obsługa
2. Technika sporządzania preparatów mikroskopowych:
- barwienie bakterii metodą prostą i złożoną
- diagnostyka mikroskopowa
3. Techniki sporządzania posiewów i otrzymywania czystych hodowli
Badanie żywotności bakterii – technika sporządzania preparatu z „kroplą wiszącą"
4. Grzyby mikroskopowe:
- preparatyka mikroskopowa,
- identyfikacja do rodzaju i gatunku
5. Kinetyka wzrostu mikroorganizmów
6. Biosorpcja metali ciężkich przez drożdże Saccharomyces cerevisiae/Aspergillus niger

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Na pierwszym wykładzie podawane są studentom warunki zaliczania wszystkich form przedmiotu. W związku z tym obecność studentów bezwzględnie obowiązkowa. Zaliczenie modułu może odbyć się maksymalnie w trzech terminach: podstawowym i dwóch poprawkowych.

Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych jest uzależniona od oceny ze sprawozdań, kolokwium zaliczeniowego oraz aktywności na zajęciach.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

50% kolokwium zaliczeniowe obejmujące treści wykładu i ćwiczeń laboratoryjnych, 20% aktywność na
zajęciach, 30% ocena ze sprawozdań

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Obecność na ćwiczeniach laboratoryjnych jest bezwzględnie obowiązkowa. W przypadku zajęć
laboratoryjnych do uzyskania zaliczenia konieczne jest wykonanie wszystkich ćwiczeń. Jedynie
obecności usprawiedliwione mogą być odrabianie za zgodą prowadzącego zajęcia na dowolnej grupie
realizującej dany zakres materiału. W ramach wszystkich form zaliczenia przedmiotu nie ma możliwości
poprawiania oceny pozytywnej.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

1. Klimiuk E., Łebkowska M.: Biotechnologia w ochronie środowiska. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2003;
2. Kunicki-Goldfinger Wł.: Życie bakterii. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2008;
3. Libudzisz Z. i in.: Mikrobiologia techniczna. T.1 i 2, Wyd. Naukowe PWN,
Warszawa 2008
4. Grabińska-Łoniewska A.i in.: Ćwiczenia laboratoryjne z mikrobiologii ogólnej.Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999;
5. Mrozowska J. i in.: Laboratorium z mikrobiologii ogólnej i środowiskowej. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 1999

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Hexavalent chromium accumulation by microscopic fungi — Akumulacja jonów Cr(VI) przez grzyby mikroskopowe / Anna HOŁDA // Archives of Environmental Protection = Archiwum Ochrony Środowiska ; ISSN 0324-8461. — 2013 vol. 39 no. 2, s. 45–56.
2. Influence of heavy metals on soil microflora — Wpływ metali ciężkich na mikroflorę gleby / Anna HOŁDA, Ewa KISIELOWSKA, Tomasz NIEDOBA // Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków ; 2010 R. 34 z. 4/1, s. 71–78.
3. Participation of microorganisms in effluent transformation — Udział mikroorganizmów w przetwarzaniu osadów ściekowych / Anna HOŁDA, Ewa KISIELOWSKA, Tomasz NIEDOBA// Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków ; ISSN 1732-6702. — Tytuł poprz.: Górnictwo (Kraków). — 2010 R. 34 z. 4/1, s. 79–86. — Bibliogr. s. 86
4. Removal of heavy metals from coal medium with application of biotechnological methods — Usuwanie metali ciężkich ze środowiska węglowego przy zastosowaniu biotechnologii / Ewa KISIELOWSKA, Anna HOŁDA, Tomasz NIEDOBA // Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków; 2010 R. 34 z. 4/1, s. 93–104.

Additional information:

Na zajęcia laboratoryjne wymagane jest ubranie ochronne – fartuch laboratoryjny, okulary ochronne (lub korekcyjne), rękawiczki nitrylowe oraz maseczka przeciwpyłowa.