Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy biotechnologii w inżynierii środowiska
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
GIKS-1-518-n
Wydział:
Górnictwa i Geoinżynierii
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Kształtowania Środowiska
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Niestacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr Hołda Anna (turno@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
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 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W003 Posiada podstawową wiedzę z zakresu biopolimerów i biopaliw. Zna metody mikrobiologicznego odsiarczania węgla i ropy naftowej. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W004 Zna metody usuwania metali ze środowiska z wykorzystaniem mikroorganizmów. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Udział w dyskusji
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi odczytać i opracować wyniki przeprowadzonych badań analitycznych. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Umie wykonać preparaty mikroskopowe bakteryjne i grzybowe oraz zidentyfikować je do rodzaju. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Umie wykonać odpowiednie podłoża mikrobiologiczne, przeprowadzić hodowlę różnych mikroorganizmów oraz pozyskać biomasę bakteryjną lub grzybową, odpowiednią dla planowanego procesu biotechnologicznego. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student ma świadomość konieczności ciągłego samodokształcania i poszukiwania innowacyjnych rozwiązań w zakresie monitorowania i oceny stanu środowiska. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_K002 Student jest odpowiedzialny za własne i współpracowników bezpieczeństwo. Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Kolokwium,
Sprawozdanie
M_K003 Student jest świadomy zagrożenia i skutków działalności człowieka oraz ich wpływu na środowisko naturalne. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Udział w dyskusji
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
15 6 0 9 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
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. + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość konieczności ciągłego samodokształcania i poszukiwania innowacyjnych rozwiązań w zakresie monitorowania i oceny stanu środowiska. + - + - - - - - - - -
M_K002 Student jest odpowiedzialny za własne i współpracowników bezpieczeństwo. - - + - - - - - - - -
M_K003 Student jest świadomy zagrożenia i skutków działalności człowieka oraz ich wpływu na środowisko naturalne. + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 78 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 15 godz
Przygotowanie do zajęć 14 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 25 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (6h):

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.

Ćwiczenia laboratoryjne (9h):

Ćwiczenia laboratoryjne do wyboru przez prowadzącego
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

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

Na zajęcia laboratoryjne niezbędny jest strój ochronny: okulary, fartuch laboratoryjny, rękawiczki lateksowe, maska przeciwpyłowa